【摘要】：從周口店的山頂洞到半坡遺址的茅草屋，從漢唐的未央宮、大明宮到明清故宮，人類(lèi)追逐更好居住環(huán)境的腳步從未停止。二十一世紀(jì)以來(lái)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使人類(lèi)由工業(yè)化時(shí)代邁入信息時(shí)代。人們追求更宜居的生活環(huán)境和高品質(zhì)的生活，這種需求催生出了智能家居系統(tǒng)的出現(xiàn)。智能家居系統(tǒng)將各種傳感器、電子電氣設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，組成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、家居設(shè)備自動(dòng)化以及家居安防等功能的綜合管理系統(tǒng)。 目前，基于ARM體系結(jié)構(gòu)的CPU芯片廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)ZigBee技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用方面獨(dú)占鰲頭，這兩種技術(shù)在智能家居領(lǐng)域有著舉足輕重的作用。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于ARM與ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)。文章首先介紹了智能家居系統(tǒng)的研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，隨后分別介紹了基于ARM架構(gòu)的嵌入式技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以及ZigBee對(duì)于Wi-Fi、紅外、藍(lán)牙等無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并依此確定了智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架。依照此框架，本文重點(diǎn)介紹智能家居系統(tǒng)中嵌入式網(wǎng)關(guān)以及無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)、Z-Stack協(xié)議棧的移植與開(kāi)發(fā)等工作。 智能家居系統(tǒng)中嵌入式網(wǎng)關(guān)的CPU選用基于ARM架構(gòu)的S3C6410X芯片，操作系統(tǒng)選用開(kāi)源且移植性強(qiáng)的Linux系統(tǒng)。與傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)相比，嵌入式網(wǎng)關(guān)具有更友好的人機(jī)界面以及更低的功耗。為提高嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文在PCB板卡設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)特殊的高速信號(hào)線進(jìn)行信號(hào)完整性分析。本文以ZigBee節(jié)點(diǎn)組建家庭個(gè)域網(wǎng)，ZigBee節(jié)點(diǎn)選用CC2530芯片作為CPU，并在其外圍添加了傳感器及檢測(cè)電路，通過(guò)移植開(kāi)發(fā)Z-Stack協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)個(gè)域網(wǎng)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集等功能。 最后，本文在實(shí)驗(yàn)室模擬家居場(chǎng)景，對(duì)智能家居系統(tǒng)進(jìn)行了功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：智能家居系統(tǒng)操作便捷、穩(wěn)定可靠，符合預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。本系統(tǒng)具有一定的市場(chǎng)應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值，為新一代智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了技術(shù)支持和實(shí)際案例。
【圖文】：

圖 2.1 智能家居系統(tǒng)整體框圖接家居內(nèi)部個(gè)域網(wǎng)與外部廣域網(wǎng)的橋間雙向傳遞。嵌入式網(wǎng)關(guān)的主要功能體集的環(huán)境以及安防等信息，并為小區(qū)服；其二是向無(wú)線個(gè)域網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自小區(qū)服嵌入式網(wǎng)關(guān)上運(yùn)行了一個(gè) Web 服務(wù)器服務(wù)器，遠(yuǎn)程終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn) Web共享與傳遞。作為傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的替代者，據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制，不僅降低了系統(tǒng)步降低能耗、綠色環(huán)保。個(gè)由眾多具有無(wú)線通信功能的節(jié)點(diǎn)組：信息采集、設(shè)備控制以及安防報(bào)警。感器節(jié)點(diǎn)收集家居環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)家

XXTOJTAG6810579TDOC2 15pFC5 15pF圖 3.1 S3C6410X 最小系統(tǒng)電路圖元電路設(shè)計(jì)10X 集成了兩個(gè)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口：XM0 和 XM1，接口，XM1 是隨機(jī)存儲(chǔ)器接口。圖 3.2 為嵌入式網(wǎng)關(guān)的lash 芯片連接至處理器的 XM0 端口，兩片 LPDDR SDR。Flash 存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)固化程序代碼，本文選用 Nan器件存儲(chǔ)容量大、讀寫(xiě)速度快，廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)、存儲(chǔ)器用于運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，本文選用 LPDD是低電壓雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。它可以在一個(gè)時(shí)沿各進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸，而且采用低電壓電平標(biāo)準(zhǔn)，，兼顧特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP273.5;TN92

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 黃貽培;陳帥華;周芳;何小霞;;基于WIFI通訊的智能家居系統(tǒng)[J];電子世界;2013年14期

2 袁源;王紫婷;劉洋帆;;基于FPGA和ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)[J];信息通信;2011年06期

本文編號(hào)：2557440