【摘要】：隨著通信電子技術(shù)的迅速發(fā)展,信息技術(shù)給家居行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,家居環(huán)境的智能化監(jiān)控已經(jīng)成為智能家居的一個(gè)重要的發(fā)展方向。本文根據(jù)智能家居的發(fā)展背景和研究現(xiàn)狀,并且從實(shí)用性和可行性角度出發(fā),研究設(shè)計(jì)了一套智能家居系統(tǒng),提出了基于ZigBee組網(wǎng)和嵌入式Linux技術(shù)的智能家居系統(tǒng),整體系統(tǒng)由ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式Linux家庭網(wǎng)關(guān)、用戶端應(yīng)用程序這三個(gè)部分組成。ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)的終端傳感器數(shù)據(jù)采集功能。本文首先研究了ZigBee的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、ZigBee的協(xié)議棧的層結(jié)構(gòu)和Z-Stack協(xié)議棧,從可行性和成本角度出發(fā)設(shè)計(jì)了星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并且結(jié)合OSAL調(diào)度系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee終端的兩個(gè)部分的軟件,實(shí)現(xiàn)ZigBee的組網(wǎng)、入網(wǎng)的功能。組網(wǎng)部分將采用1個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器、3個(gè)ZigBee終端來實(shí)現(xiàn)ZigBee的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),ZigBee設(shè)備采用CC2530芯片,ZigBee終端用于連接各種傳感器用來采集室內(nèi)環(huán)境參數(shù),并且通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送給ZigBee協(xié)調(diào)器,由ZigBee協(xié)調(diào)器和網(wǎng)關(guān)之間進(jìn)行通信。在本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,網(wǎng)關(guān)將起到ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和用戶端之間的通信橋梁作用,和ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口方式通信,和用戶端通過wifi網(wǎng)絡(luò)方式通信。本文將在網(wǎng)關(guān)上面開發(fā)設(shè)計(jì)SQLite輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫用來存儲(chǔ)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息,并且開發(fā)TCP/IP通信功能用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)和用戶端之間的數(shù)據(jù)交互。本文還將在網(wǎng)關(guān)上面開發(fā)視頻監(jiān)控功能,視頻監(jiān)控的攝像頭選用的是USB接口,因此文中研究了Linux內(nèi)核中UVC驅(qū)動(dòng)并對(duì)其進(jìn)行了修改,并且深入的分析了Linux的V4L2驅(qū)動(dòng)框架和流媒體服務(wù)器Mjpg-streamer,從而實(shí)現(xiàn)視頻流的獲取、圖像格式轉(zhuǎn)換、視頻流輸出等功能。用戶端指的是運(yùn)行在安卓系統(tǒng)上的應(yīng)用程序,用戶端可以實(shí)時(shí)的查看ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳遞過來的終端傳感器數(shù)據(jù),如溫濕度數(shù)據(jù)、紅外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣體檢測(cè)數(shù)據(jù),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee終端進(jìn)行指令下達(dá)操作,并且可以實(shí)時(shí)的查看攝像頭采集的視頻流數(shù)據(jù)。文章最后對(duì)智能家居的整體進(jìn)行功能測(cè)試,如ZigBee的組網(wǎng)性能測(cè)試,ZigBee終端數(shù)據(jù)采集測(cè)試,以及視頻監(jiān)控功能的測(cè)試等。通過對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的功能整合測(cè)試,從而來論證本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU855

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本文編號(hào)：2558510