本文關(guān)鍵詞：KNX通信內(nèi)核的研究及其節(jié)點(diǎn)設(shè)備的開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,智慧樓宇作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的方向之一,在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展起來(lái)。KNX協(xié)議以其良好的交互性、開放性和適應(yīng)性,目前已發(fā)展為世界上唯一的樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),成為全球樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域競(jìng)相發(fā)展的技術(shù)之一。國(guó)內(nèi)對(duì)KNX技術(shù)的研究和應(yīng)用起步比較晚,近年來(lái)國(guó)內(nèi)相關(guān)單位和公司在系統(tǒng)集成和應(yīng)用方面進(jìn)行KNX相關(guān)技術(shù)的研究和產(chǎn)品的開發(fā),對(duì)KNX協(xié)議的研究和底層開發(fā)的研究并不多。目前國(guó)內(nèi)KNX產(chǎn)品開發(fā)中BCU(Bus Couple Unit,總線耦合單元)等依靠進(jìn)口,KNX產(chǎn)品成本居高不下。開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的KNX協(xié)議棧,突破KNX核心技術(shù)的瓶頸,對(duì)KNX技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣和應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。本課題在對(duì)KNX通信內(nèi)核進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,完成了KNX BAU(Bus Access Unit,總線訪問(wèn)單元)的開發(fā),同時(shí)開發(fā)出了基于KNX協(xié)議的調(diào)光執(zhí)行器和樓宇照明控制終端設(shè)備。課題主要研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:(1)深入研究了KNX系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、通信模型等。研究了KNX的OSI結(jié)構(gòu)模型,對(duì)通信對(duì)象、組地址在KNX通信中的作用以及地址表、關(guān)聯(lián)表和通信對(duì)象表之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的分析。對(duì)KNX協(xié)議各層的服務(wù)原語(yǔ)、服務(wù)接口和參數(shù)進(jìn)行了分析,確定了KNX協(xié)議各層的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。(2)在對(duì)KNX協(xié)議全面理解的基礎(chǔ)上,對(duì)KNX通信內(nèi)核進(jìn)行了深入的研究,分析了KNX通信內(nèi)核硬件需求,提出了以低成本的8位單片機(jī)為硬件的通信內(nèi)核的設(shè)計(jì)方案,確定了通信內(nèi)核的硬件結(jié)構(gòu)和軟件架構(gòu),完成了KNX BAU的開發(fā),并對(duì)KNX通信內(nèi)核各層服務(wù)原語(yǔ)、接口的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。(3)完成了具有調(diào)光控制、場(chǎng)景預(yù)設(shè)、開關(guān)控制等功能的調(diào)光執(zhí)行器的硬件設(shè)計(jì)、應(yīng)用程序編寫及功能測(cè)試。對(duì)KNX節(jié)點(diǎn)設(shè)備的開發(fā)流程、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和建立等進(jìn)行了全面的分析和說(shuō)明。(4)在已開發(fā)的BAU的基礎(chǔ)上,分析了KNX應(yīng)用終端設(shè)備的需求,確定了以Cortex-M3為核心、以ATMEGA64為通信內(nèi)核的設(shè)計(jì)方案,完成了樓宇照明控制終端的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)基于uc/OS-II嵌入式操作系統(tǒng),同時(shí)嵌入uc/GUI圖形界面系統(tǒng),為人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)提供了方便。最后對(duì)照明控制終端的功能和性能進(jìn)行了測(cè)試。(5)搭建了具有調(diào)光執(zhí)行器和樓宇照明控制終端的KNX測(cè)試系統(tǒng),通過(guò)設(shè)定參數(shù),配置組地址,實(shí)現(xiàn)樓宇照明控制終端對(duì)調(diào)光執(zhí)行器的控制,對(duì)照明控制終端和調(diào)光執(zhí)行器的整體功能進(jìn)行了測(cè)試。同時(shí)通過(guò)分析總線報(bào)文,驗(yàn)證了前期開發(fā)的KNX通信內(nèi)核的正確性和完備性。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) KNX通信內(nèi)核 照明控制終端 ATMEGA64 Cortex-M3
【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
【分類號(hào)】：TU855;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景、目的與意義12-14
• 1.1.1 課題研究的背景12-13
• 1.1.2 課題研究的目的及意義13-14
• 1.2 KNX技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排15-17
• 2 KNX總線技術(shù)17-28
• 2.1 KNX系統(tǒng)簡(jiǎn)介17-18
• 2.2 KNX網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-19
• 2.3 KNX協(xié)議模型19-21
• 2.3.1 物理層19
• 2.3.2 數(shù)據(jù)鏈路層19-20
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)層20
• 2.3.4 傳輸層20
• 2.3.5 應(yīng)用層20-21
• 2.4 KNX總線通信機(jī)制21-27
• 2.4.1 KNX總線尋址方式21-22
• 2.4.2 KNX通信對(duì)象和通信過(guò)程22-26
• 2.4.3 KNX協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式26
• 2.4.4 KNX標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)點(diǎn)類型26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 KNX通信內(nèi)核的研究28-53
• 3.1 KNX通信內(nèi)核硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)28-31
• 3.1.1 硬件選型28-29
• 3.1.2 總體設(shè)計(jì)29-31
• 3.2 物理層實(shí)現(xiàn)31-34
• 3.2.1 物理層信號(hào)31-32
• 3.2.2 物理層接32-34
• 3.3 鏈路層實(shí)現(xiàn)34-35
• 3.3.1 鏈路層服務(wù)實(shí)現(xiàn)34-35
• 3.3.2 鏈路層參數(shù)35
• 3.4 網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)35-38
• 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)實(shí)現(xiàn)35-38
• 3.4.2 網(wǎng)絡(luò)層參數(shù)定義38
• 3.4.3 普通設(shè)備路由實(shí)現(xiàn)38
• 3.5 傳輸層實(shí)現(xiàn)38-41
• 3.5.1 傳輸層服務(wù)實(shí)現(xiàn)38-41
• 3.5.2 傳輸層參數(shù)41
• 3.6 應(yīng)用層服務(wù)及協(xié)議41-46
• 3.6.1 應(yīng)用層通信模式和服務(wù)原語(yǔ)41-44
• 3.6.2 應(yīng)用層參數(shù)44-46
• 3.7 應(yīng)用接.層設(shè)計(jì)46-50
• 3.7.1 組對(duì)象服務(wù)46-48
• 3.7.2 接口對(duì)象服務(wù)器48-50
• 3.8 用戶應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)50-52
• 3.8.1 KNX協(xié)議棧程序接50-52
• 3.8.2 用戶程序?qū)崿F(xiàn)52
• 3.9 本章小結(jié)52-53
• 4 基于KNX協(xié)議的調(diào)光執(zhí)行器的設(shè)計(jì)開發(fā)53-68
• 4.1 KNX節(jié)點(diǎn)設(shè)備開發(fā)流程53
• 4.2 調(diào)光執(zhí)行器整體功能設(shè)計(jì)53-54
• 4.3 調(diào)光執(zhí)行器硬件設(shè)計(jì)54-55
• 4.4 調(diào)光執(zhí)行器軟件設(shè)計(jì)55-65
• 4.4.1 KNX節(jié)點(diǎn)設(shè)備軟件開發(fā)流程55-56
• 4.4.2 調(diào)光執(zhí)行器軟件功能需求分析56-57
• 4.4.3 系統(tǒng)參數(shù)和應(yīng)用參數(shù)確定57
• 4.4.4 數(shù)據(jù)庫(kù)建立及下載57-63
• 4.4.5 用戶應(yīng)用程序設(shè)計(jì)63-65
• 4.5 模塊調(diào)試65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 5 基于KNX協(xié)議的樓宇照明控制終端的設(shè)計(jì)開發(fā)68-91
• 5.1 樓宇照明控制終端整體功能設(shè)計(jì)68
• 5.2 樓宇照明控制終端人機(jī)界面設(shè)計(jì)68-69
• 5.3 樓宇照明控制終端的硬件設(shè)計(jì)69-73
• 5.3.1 人機(jī)交互模塊硬件設(shè)計(jì)70-73
• 5.3.2 KNX通信模塊硬件設(shè)計(jì)73
• 5.4 樓宇照明控制終端的軟件設(shè)計(jì)73-85
• 5.4.1 串口通信協(xié)議73-74
• 5.4.2 人機(jī)交互模塊軟件設(shè)計(jì)74-79
• 5.4.3 KNX通信模塊軟件設(shè)計(jì)79-85
• 5.5 模塊調(diào)試85-89
• 5.6 本章小結(jié)89-91
• 6 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 本文工作總結(jié)91
• 6.2 未來(lái)工作展望91-93
• 致謝93-94
• 參考文獻(xiàn)94-97
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利目錄97-98

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 王紀(jì)章;基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室環(huán)境智能管理系統(tǒng)研究[D];江蘇大學(xué);2013年

2 陳穎;基于情境感知的智慧校園體系及運(yùn)營(yíng)模式探究[D];北京交通大學(xué);2014年

3 郭雨齊;面向物聯(lián)網(wǎng)的短距離傳輸頻率及數(shù)據(jù)碰撞的檢測(cè)與修復(fù)方法[D];吉林大學(xué);2014年

4 程超;面向物聯(lián)網(wǎng)的定位系統(tǒng)鏈路選擇與分配[D];吉林大學(xué);2014年

5 黃俊杰;模型約束下的無(wú)線傳感網(wǎng)覆蓋優(yōu)化技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2014年

6 田勇;室內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自適應(yīng)定位和路由算法研究[D];大連理工大學(xué);2014年

7 蘇美文;物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的理論分析與對(duì)策研究[D];吉林大學(xué);2015年

8 秦大力;基于知識(shí)管理的設(shè)備故障智能診斷模型研究[D];湖南大學(xué);2014年

9 盧旭;物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)調(diào)度及目標(biāo)跟蹤策略研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：KNX通信內(nèi)核的研究及其節(jié)點(diǎn)設(shè)備的開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：351948