發(fā)布時(shí)間：2017-03-30 05:04

  本文關(guān)鍵詞：基于KNX總線(xiàn)通信的網(wǎng)關(guān)設(shè)備開(kāi)發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：KNX作為新一代現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù),憑借良好的互操作性和開(kāi)放性、完善的通信機(jī)制以及支持多種通信介質(zhì)等方面優(yōu)勢(shì),在智能樓宇領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。隨著智慧樓宇的不斷發(fā)展,控制設(shè)備之間傳遞的信息量日益增加,對(duì)互操作性、互聯(lián)也提出了更高的需求。本課題在對(duì)KNX通信內(nèi)核研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一種基于KNX通信協(xié)議的網(wǎng)關(guān),實(shí)現(xiàn)KNX協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)KNX總線(xiàn)信號(hào)在高速以太網(wǎng)上的傳輸。KNX系統(tǒng)的擴(kuò)展不再受傳輸距離的影響,而數(shù)據(jù)的傳輸量和傳輸速度也不再成為KNX系統(tǒng)的問(wèn)題。從而實(shí)現(xiàn)樓層之間、樓宇之間的KNX設(shè)備的互聯(lián),推動(dòng)樓宇建設(shè)向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展,為打造智慧城市奠定基礎(chǔ)。論文的主要工作總結(jié)如下:(1)分析了KNX總線(xiàn)技術(shù)和TCP/IP技術(shù)的工作原理、技術(shù)特點(diǎn)及通信協(xié)議。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)不同方案的對(duì)比,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)及技術(shù)路線(xiàn),最后完成了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。(2)完成了KNX通信模塊的軟硬件設(shè)計(jì),KNX通信模塊硬件部分以微控制器ATMEGA32為控制器,以FZE1066為收發(fā)器。軟件部分主要分為驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)以及應(yīng)用程序,完成KNX通信內(nèi)核在硬件平臺(tái)上的開(kāi)發(fā)。(3)完成了TCP/IP通信模塊的軟硬件設(shè)計(jì),TCP/IP通信模塊硬件部分以ARM Cortex-M3內(nèi)核的微控制器STM32F103RE為主控制器,由電源模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和接口模塊組成。軟件部分以μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為核心,完成μC/OS-II的移植以及Lw IP協(xié)議棧的移植,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口。(4)實(shí)現(xiàn)了KNX協(xié)議與TCP協(xié)議的轉(zhuǎn)換,通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)KNX通信模塊與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模塊的交互,并實(shí)現(xiàn)了KNX-TCP/IP網(wǎng)關(guān)的信息過(guò)濾功能。(5)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)與遠(yuǎn)端控制中心的通信協(xié)議的制定,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端控制中心對(duì)網(wǎng)關(guān)的參數(shù)設(shè)置、過(guò)濾表的設(shè)置以及對(duì)KNX節(jié)點(diǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理。測(cè)試結(jié)果表明,本論文開(kāi)發(fā)的KNX-TCP/IP嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠,可擴(kuò)展性強(qiáng),網(wǎng)關(guān)設(shè)備在實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理和設(shè)備管理的功能,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的參數(shù)設(shè)置和KNX節(jié)點(diǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。
【關(guān)鍵詞】：KNX LWIP μC/OS-II 網(wǎng)關(guān) 智能樓宇
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.05
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-15
• 1.1 課題研究的目的與意義12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 2 KNX及TCP/IP相關(guān)技術(shù)15-25
• 2.1 KNX總線(xiàn)技術(shù)15-21
• 2.1.1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15-16
• 2.1.2 KNX傳輸特點(diǎn)16-17
• 2.1.3 KNX報(bào)文格式17-18
• 2.1.4 KNX協(xié)議模型18-21
• 2.2 TCP/IP協(xié)議棧21-24
• 2.2.1 TCP/IP分層21-22
• 2.2.2 TCP/IP協(xié)議族22
• 2.2.3 TCP/IP報(bào)文的封裝和分用22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)25-31
• 3.1 系統(tǒng)需求分析25-26
• 3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案26-29
• 3.2.1 微控制器的選型27
• 3.2.2 嵌入式操作系統(tǒng)27-28
• 3.2.3 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧28-29
• 3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架29-30
• 3.3.1 系統(tǒng)硬件框架設(shè)計(jì)29
• 3.3.2 系統(tǒng)軟件框架設(shè)計(jì)29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 4 KNX-TCP/IP網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)31-39
• 4.1 KNX通信模塊硬件設(shè)計(jì)31-33
• 4.1.1 ATMEGA32 控制器31-32
• 4.1.2 FZE1066 收發(fā)控制器32
• 4.1.3 KNX收發(fā)器模塊電路設(shè)計(jì)32-33
• 4.1.4 調(diào)試及下載接口電路33
• 4.2 TCP/IP通信模塊硬件設(shè)計(jì)33-37
• 4.2.1 STM32F103RE控制器34
• 4.2.2 ENC28J60 以太網(wǎng)控制器34-35
• 4.2.3 電源模塊電路35-36
• 4.2.4 主控制器外圍電路36-37
• 4.2.5 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模塊硬件電路37
• 4.3 網(wǎng)關(guān)接口設(shè)計(jì)37-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 5 KNX-TCP/IP網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)39-67
• 5.1 KNX通信模塊軟件設(shè)計(jì)39-49
• 5.1.1 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)39-40
• 5.1.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)40-48
• 5.1.3 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)48-49
• 5.2 TCP/IP通信內(nèi)核軟件設(shè)計(jì)49-60
• 5.2.1 uC/OS-II操作系統(tǒng)移植50-54
• 5.2.2 LwIP的移植54-56
• 5.2.3 用戶(hù)程序設(shè)計(jì)56-60
• 5.3 遠(yuǎn)端控制中心與網(wǎng)關(guān)通信的實(shí)現(xiàn)60-66
• 5.3.1 命令格式60-61
• 5.3.2 通信協(xié)議61-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 6 系統(tǒng)的調(diào)試與功能測(cè)試67-73
• 6.1 參數(shù)設(shè)置68-70
• 6.2 測(cè)試待測(cè)網(wǎng)關(guān)的通信功能70-72
• 6.2.1 開(kāi)關(guān)執(zhí)行器的控制70-71
• 6.2.2 調(diào)光執(zhí)行器的亮度控制和查詢(xún)71-72
• 6.3 本章小結(jié)72-73
• 7 總結(jié)及展望73-75
• 7.1 總結(jié)73
• 7.2 展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專(zhuān)利目錄78-79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 封寧波,吳明光,劉鍇;歐洲安裝總線(xiàn)EIB的發(fā)展-KNX概述[J];電測(cè)與儀表;2005年06期

2 成波;;基于A(yíng)RM的嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電子制作;2013年02期

3 蘇培華;;嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀[J];電子世界;2012年06期

4 李紅濤;華實(shí);;單片機(jī)嵌入式Internet技術(shù)研究及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)探討[J];電子制作;2014年08期

5 顏詩(shī)洋;;微型嵌入式TCP/IP協(xié)議棧開(kāi)發(fā)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2014年22期

6 郝玉勝;逯玉蘭;;基于uC/OS-II的嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信模塊[J];計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化;2014年02期

7 趙曉君;崔建濤;;基于實(shí)時(shí)的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2014年10期

8 孫瑞;;淺析計(jì)算機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)[J];科技資訊;2012年21期

9 沈璞;于志鵬;;KNX智能家居控制在中國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展分析[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量;2011年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 劉君昌;EIB協(xié)議棧的研究與實(shí)現(xiàn)[D];江南大學(xué);2012年

2 劉峗充;智能家居系統(tǒng)中智能網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2012年

3 戴寧;基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于KNX總線(xiàn)通信的網(wǎng)關(guān)設(shè)備開(kāi)發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：276264