發(fā)布時間：2017-05-24 04:06

  本文關(guān)鍵詞：基于Android多媒體網(wǎng)關(guān)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,智能家居系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展,各種解決方案層出不窮,然而傳統(tǒng)的有線方案由于綜合布線的局限性、安裝不便、擴展性不強使得其大范圍普及受限。針對這些問題,本文基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng),設(shè)計并實現(xiàn)了一套基于Android網(wǎng)關(guān)的智能家居系統(tǒng),并將手勢識別技術(shù)融入到智能家居系統(tǒng)的解決方案中,研究空中手勢識別技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用。論文首先介紹了課題研究背景以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后對系統(tǒng)所采用的近距離無線通信技術(shù)、Android系統(tǒng)框架、消息推送機制以及基于智能設(shè)備的手勢識別等關(guān)鍵技術(shù)進行了論述。其次,本文闡述了智能家居系統(tǒng)的需求與總體架構(gòu),詳細介紹了智能嵌入式網(wǎng)關(guān)中主控模塊與協(xié)調(diào)器模塊硬件設(shè)計、主控模塊系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和協(xié)調(diào)器模塊的軟件開發(fā)。然后對基于ZigBee的無線智能插座進行軟硬件設(shè)計,尤其是2.4GHz小體積PCB天線的設(shè)計,并在兩種場景下測試插座的通信距離,測試表明在空曠的環(huán)境下通信距離至少為50m,穿透墻壁時至少30m,證明其通信能力能夠滿足家居環(huán)境的要求。最后,提出了一種基于智能手機內(nèi)嵌慣性測量單元的智能家居控制終端的設(shè)計方案,首先對加速度傳感器和陀螺儀的原始輸出信息進行預(yù)處理,根據(jù)自適應(yīng)閾值判斷手勢運動的起點和終點,然后對歐拉角進行誤差補償,解算出姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣.將加速度從手機坐標系轉(zhuǎn)換到導(dǎo)航坐標系中。最后,針對傳統(tǒng)的軌跡重建中直接對速度進行修正消除累計誤差的方法的不足,提出了先對加速度進行修正、再對速度進行修正的方法,將修正后的速度積分得到手勢的三維空間軌跡。經(jīng)仿真和測試表明,該算法能夠較好的提高手機空間軌跡還原的精度,手勢識別率高達94%,優(yōu)于現(xiàn)有方法。本文設(shè)計與實現(xiàn)了系統(tǒng)中的嵌入式網(wǎng)關(guān)和智能插座,并提出了一種改進的誤差補償算法提高空中手勢識別率,進而更準確的控制家居設(shè)備,該系統(tǒng)為手勢識別技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用提供了參考價值。
【關(guān)鍵詞】：智能家居系統(tǒng) Android 消息隊列遙測傳輸 ZigBee協(xié)議 空中手勢識別
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU855;TN915.05
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題背景與研究意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展14-17
• 1.2.1 智能家居系統(tǒng)行業(yè)現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 智能家居系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢15-16
• 1.2.3 空中手勢識別技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究內(nèi)容與設(shè)計指標17-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容17
• 1.3.2 設(shè)計指標17-18
• 1.4 論文組織18-20
• 第二章 基于Android網(wǎng)關(guān)的智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)20-30
• 2.1 幾種無線組網(wǎng)方案20-22
• 2.1.1 幾種無線組網(wǎng)方案的對比20-21
• 2.1.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)21
• 2.1.3 ZigBee的抗干擾性21-22
• 2.2 Android簡介22-23
• 2.3 MQTT協(xié)議23-26
• 2.3.1 MQTT模型分析23-24
• 2.3.2 MQTT協(xié)議消息格式24-25
• 2.3.3 MQTT協(xié)議特點25
• 2.3.4 MQTT協(xié)議與其它消息推送方式25-26
• 2.4 基于智能設(shè)備的手勢識別26-29
• 2.4.1 手勢數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換26-28
• 2.4.2 慣性測量單元的誤差補償28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 智能家居系統(tǒng)Android網(wǎng)關(guān)的設(shè)計30-50
• 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計30-32
• 3.1.1 智能家居系統(tǒng)需求分析30-31
• 3.1.2 智能家居系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計31-32
• 3.2 智能家居系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計32-36
• 3.2.1 網(wǎng)關(guān)主控模塊硬件設(shè)計33-34
• 3.2.2 ZigBee協(xié)調(diào)器模塊硬件設(shè)計34-35
• 3.2.3 網(wǎng)關(guān)PCB設(shè)計35-36
• 3.3 網(wǎng)關(guān)主控模塊軟件設(shè)計36-45
• 3.3.1 主控模塊系統(tǒng)軟件設(shè)計36-38
• 3.3.2 Android開發(fā)環(huán)境搭建38-39
• 3.3.3 主控模塊應(yīng)用軟件設(shè)計39-45
• 3.4 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計45-48
• 3.4.1 協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)的建立45-46
• 3.4.2 主控模塊與協(xié)調(diào)器模塊間通信的實現(xiàn)46
• 3.4.3 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 基于ZigBee無線智能插座實現(xiàn)方案50-60
• 4.1 智能插座功能需求分析50
• 4.2 無線智能插座硬件設(shè)計50-53
• 4.2.1 CC2530芯片及其外圍引腳51
• 4.2.2 電源轉(zhuǎn)換模塊51-52
• 4.2.3 繼電器模塊52-53
• 4.2.4 射頻天線設(shè)計53
• 4.3 智能插座軟件設(shè)計53-56
• 4.3.1 智能插座與協(xié)調(diào)器模塊間通信幀格式53-55
• 4.3.2 無線智能插座軟件設(shè)計55-56
• 4.4 智能插座測試56-58
• 4.4.1 無線智能插座性能測試56-58
• 4.4.2 測試結(jié)果分析58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第五章 空中手勢識別技術(shù)在系統(tǒng)中的實現(xiàn)方案60-74
• 5.1 手勢的定義60
• 5.2 軌跡還原算法的設(shè)計60-62
• 5.2.1 帶有誤差補償?shù)氖謾C軌跡還原算法60-61
• 5.2.2 誤差模型的建立及誤差分析61-62
• 5.3 空中手勢信號預(yù)處理62-63
• 5.3.1 校準62-63
• 5.3.2 滑動平滑濾波63
• 5.4 誤差補償算法63-67
• 5.4.1 運動檢測64-65
• 5.4.2 歐拉角補償65-66
• 5.4.3 加速度補償66-67
• 5.5 空中軌跡還原算法仿真及其結(jié)果分析67-72
• 5.5.1 仿真環(huán)境67-68
• 5.5.2 仿真結(jié)果與分析68-72
• 5.6 本章小結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文工作總結(jié)74
• 6.2 未來工作展望74-76
• 致謝76-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果82

【相似文獻】

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本文編號：389763