發(fā)布時(shí)間：2017-06-15 17:07

  本文關(guān)鍵詞：基于OpenWrt和BLE Mesh的智能家居終端控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家科教興國策略的實(shí)施和人們對(duì)生活水平要求的提高,移動(dòng)化、智能化、萬物互聯(lián)是未來人們生活起居的三大發(fā)展趨勢(shì)。近20多年來,受智能手機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的推動(dòng),智能家居正迅速崛起。如今,智能家居行業(yè)迎來了一個(gè)充滿機(jī)遇的時(shí)代,其開源操作系統(tǒng)、成熟的無線通信網(wǎng)絡(luò)和云平臺(tái)為開發(fā)者開辟了綠色通道,而傳感器、處理器和存儲(chǔ)半導(dǎo)體的性價(jià)比大幅提升。但存在的問題也很多,智能家居行業(yè)目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)方案大部分傾向大而全,安裝麻煩,用戶體驗(yàn)差,價(jià)格昂貴等,它們將是智能家居行業(yè)走向平民化必須要解決的攔路虎。本文開展的主要工作如下:1.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了可通過藍(lán)牙、語音和Wi-Fi三種方式控制的智能家居電源開關(guān)控制器。設(shè)計(jì)了元器件電路、PCB線路和Android UI界面,可應(yīng)用于Android手機(jī)、平板、藍(lán)牙程式實(shí)施進(jìn)程控制,改變了傳統(tǒng)家居布線模式,可免開關(guān)布線,也可相容已有線路布局,還可與各種智能家庭系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接。借助熱成像實(shí)驗(yàn)測(cè)試了環(huán)境溫度對(duì)該控制器的影響,并對(duì)控制器的性能做了全面的分析和研究。2.基于穩(wěn)定性、安全性、易于擴(kuò)展及便于施工的原則,規(guī)劃了整個(gè)智能家居終端控制系統(tǒng)的通信協(xié)議和組網(wǎng)方式,選用支持OpenWrt系統(tǒng)的哦耶路由器改裝成中控智能家庭網(wǎng)關(guān)。以CO傳感器監(jiān)控報(bào)警為例,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)的可行性。3.本文使用藍(lán)牙組網(wǎng),相對(duì)于ZigBee功耗更低。在消費(fèi)電子領(lǐng)域,藍(lán)牙具有更多優(yōu)勢(shì),也得到了越來越多的青睞。隨著藍(lán)牙自組網(wǎng)技術(shù)(BLE Mesh)的發(fā)布,進(jìn)一步規(guī)范了基于IPv6數(shù)據(jù)包的交換設(shè)備間的藍(lán)牙通信,克服了短距離通信和限制通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺陷,可免疫電磁干擾。藍(lán)牙的另一大優(yōu)勢(shì)就是可直接與手機(jī)連接,必將成為近程通信發(fā)展的主要方向。注:本文第三章電源開關(guān)控制器是獨(dú)立開發(fā)準(zhǔn)備投放市場(chǎng)的產(chǎn)品,后來和藍(lán)牙CSR廠商有合作,其提供了CSR1010藍(lán)牙芯片及開發(fā)API,所以在架構(gòu)整個(gè)智能家居終端控制系統(tǒng)時(shí),整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所選用的藍(lán)牙芯片都用的是廠商提供的CSR1010芯片,組建BLE mesh網(wǎng)絡(luò)。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) BLE mesh 電源開關(guān)控制器 OpenWrt 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU855;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 項(xiàng)目背景和意義10-11
• 1.2 智能家居系統(tǒng)及智能家居控制器的發(fā)展現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 智能家居國外的發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.2 智能家居國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 智能家居電源控制器的發(fā)展分析13-14
• 1.2.4 智能家居的技術(shù)架構(gòu)14-16
• 1.2.5 智能家居的未來發(fā)展趨勢(shì)16-17
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 智能家居終端控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)20-31
• 2.1 主要功能20
• 2.2 總體方案設(shè)計(jì)20-23
• 2.2.1 系統(tǒng)的整體架構(gòu)20-21
• 2.2.2 系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)選擇21-23
• 2.3 Android系統(tǒng)架構(gòu)23-24
• 2.4 智能家庭網(wǎng)關(guān)24-25
• 2.4.1 智能家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)24-25
• 2.4.2 OpenWrt系統(tǒng)的應(yīng)用25
• 2.5 BLE mesh研究25-28
• 2.5.1 BLE mesh介紹25-26
• 2.5.2 BLE mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)26-27
• 2.5.3 BLE mesh協(xié)議27-28
• 2.6 語音識(shí)別技術(shù)28-30
• 2.6.1 語音識(shí)別的基本原理29
• 2.6.2 科大訊飛語音識(shí)別技術(shù)29-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 第三章 智能家居電源控制器的開發(fā)31-58
• 3.1 控制終端的功能31-33
• 3.2 電源控制器硬件設(shè)計(jì)33-35
• 3.2.1 元器件電路33-34
• 3.2.2 PCB板線路34-35
• 3.3 電源控制器的Android應(yīng)用程序設(shè)計(jì)35-53
• 3.3.1 藍(lán)牙模塊編程格式35-36
• 3.3.2 Android藍(lán)牙通信模塊實(shí)現(xiàn)36-40
• 3.3.3 Android修改用電器電源開關(guān)狀態(tài)界面40-41
• 3.3.4 Android Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)定時(shí)功能實(shí)現(xiàn)41-51
• 3.3.5 Android語音識(shí)別功能實(shí)現(xiàn)51-53
• 3.4 電源控制器熱成像測(cè)試53-54
• 3.5 電源控制器軟件測(cè)試54
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境54
• 3.5.2 電源控制器功能實(shí)現(xiàn)測(cè)試54
• 3.6 電源控制器的性能分析54-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 第四章 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)58-69
• 4.1 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)功能分析58-59
• 4.2 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)硬件59-63
• 4.2.1 OYE-0001 型號(hào)路由器介紹59-60
• 4.2.2 CSR1010BT模組介紹60-61
• 4.2.3 路由器CPU介紹61-63
• 4.3 OpenWrt系統(tǒng)編譯與開發(fā)63-67
• 4.3.1 OpenWrt系統(tǒng)編譯環(huán)境搭建63-64
• 4.3.2 編譯OpenWrt系統(tǒng)64-65
• 4.3.3 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)的配置65-67
• 4.4 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)中間件通信協(xié)議67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的架設(shè)69-81
• 5.1 中控智能家庭網(wǎng)關(guān)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)69-70
• 5.2 Web Server架構(gòu)分析70-71
• 5.3 網(wǎng)關(guān)TF卡掛載和Python服務(wù)器安裝搭建71-74
• 5.4 Socket Server原理74-76
• 5.4.1 Python Socket模型74-75
• 5.4.2 Python Socket編程75-76
• 5.5 搭建PHP環(huán)境到中控智能家庭網(wǎng)關(guān)76-78
• 5.6 RS232串口數(shù)據(jù)透?jìng)鳒y(cè)試78-80
• 5.7 本章小結(jié)80-81
• 第六章 智能家居系統(tǒng)實(shí)例測(cè)試81-87
• 6.1 室內(nèi)CO有毒氣體報(bào)警81-86
• 6.1.1 CO氣體傳感器82-83
• 6.1.2 報(bào)警實(shí)物測(cè)試83
• 6.1.3 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)83-84
• 6.1.4 安裝USB的高清攝像頭84-85
• 6.1.5 Android應(yīng)用程序監(jiān)控85-86
• 6.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試86
• 6.3 本章小結(jié)86-87
• 第七章 論文總結(jié)與展望87-89
• 7.1 論文工作總結(jié)87-88
• 7.1.1 論文所完成的主要工作87-88
• 7.1.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)88
• 7.2 論文工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-91
• 致謝91-92
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果92-93

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本文編號(hào)：452988