本文關(guān)鍵詞：智能家居中物聯(lián)網(wǎng)研究與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文主要研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中應(yīng)用,在考慮了當(dāng)前市場上產(chǎn)品的功能要求和比較各關(guān)鍵器件的性能和價(jià)格后,以STM32微處理器和以太網(wǎng)控制器ENC28J60為核心,以嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)、輕量級TCP/IP協(xié)議棧、原邊調(diào)制反激式控制技術(shù)、無線通信技術(shù)和跳頻通信技術(shù)為基礎(chǔ),研發(fā)一款低成本的智能家居遠(yuǎn)程燈光控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能通過以太網(wǎng)通信和無線射頻通信實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)跳頻通信算法解決了在無線通信過程中數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)募夹g(shù)難點(diǎn)。并根據(jù)智能家居燈光系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制功能的要求,設(shè)計(jì)無線通信接口電路和網(wǎng)絡(luò)模塊硬件電路,設(shè)計(jì)原邊調(diào)制反激式控制電路,恒流驅(qū)動LED。文章詳細(xì)研究了系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中涉及的關(guān)鍵技術(shù),包括μC/OS-II嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的基本原理、LwIP協(xié)議棧內(nèi)核結(jié)構(gòu)以及解決無線通信過程中頻段干擾的跳頻通信技術(shù)。并重點(diǎn)研究了μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)的移植、LwIP協(xié)議棧移植和操作系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì),分析了跳頻通信的數(shù)學(xué)模型并詳細(xì)研究了跳頻通信算法。本系統(tǒng)通過對μC/OS-II嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)、2.4G無線通信技術(shù)、LwIP嵌入式協(xié)議棧、原邊調(diào)制反激式控制技術(shù)、跳頻通信等技術(shù)的綜合應(yīng)用,經(jīng)過理論研究與市場調(diào)研,最終提出一套功能完善、具有網(wǎng)絡(luò)通信功能的智能家居遠(yuǎn)程燈光控制系統(tǒng)解決方案。經(jīng)過系統(tǒng)測試,此方案擁有良好的實(shí)時性和可靠性,在未來具有較好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：智能家居 μC/OS-II LwIP 跳頻通信算法 原邊調(diào)制反激式控制
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU855;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-10
• 1.1 課題研究背景及意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8
• 1.3 論文研究內(nèi)容8-9
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)9-10
• 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案10-14
• 2.1 方案分析與概述10-11
• 2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)11-13
• 2.2.1 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)方案11-12
• 2.2.2 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧方案12-13
• 2.2.3 無線通信傳輸方案13
• 2.3 本章小結(jié)13-14
• 3 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用14-28
• 3.1 μC/OS-II操作系統(tǒng)14-18
• 3.1.1 任務(wù)的組成14-15
• 3.1.2 任務(wù)的狀態(tài)15
• 3.1.3 任務(wù)的調(diào)度算法15-16
• 3.1.4 任務(wù)間同步和通信16-17
• 3.1.5 任務(wù)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)17-18
• 3.1.6 時間管理18
• 3.1.7 內(nèi)存管理算法18
• 3.2 LwIP協(xié)議棧18-26
• 3.2.1 內(nèi)存管理算法19
• 3.2.2 數(shù)據(jù)包管理機(jī)制19-20
• 3.2.3 網(wǎng)絡(luò)接口管理機(jī)制20
• 3.2.4 地址解析協(xié)議20-21
• 3.2.5 網(wǎng)際協(xié)議21-22
• 3.2.6 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議22-23
• 3.2.7 傳輸控制協(xié)議23-26
• 3.3 跳頻通信26-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)28-40
• 4.1 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)28
• 4.2 主控制電路設(shè)計(jì)28-33
• 4.2.1 微處理器芯片選型28-29
• 4.2.2 微控制器電路設(shè)計(jì)29-30
• 4.2.3 網(wǎng)絡(luò)模塊硬件電路設(shè)計(jì)30-31
• 4.2.4 無線通信接口電路設(shè)計(jì)31-32
• 4.2.5 電源電路設(shè)計(jì)32
• 4.2.6 主控制電路硬件設(shè)計(jì)32-33
• 4.3 從機(jī)電路設(shè)計(jì)33-39
• 4.3.1 微控制器電路設(shè)計(jì)34
• 4.3.2 無線通信接口電路設(shè)計(jì)34
• 4.3.3 LED驅(qū)動電源電路設(shè)計(jì)34-38
• 4.3.4 電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)38
• 4.3.5 從機(jī)電路硬件設(shè)計(jì)38-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40-58
• 5.1 主控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40-51
• 5.1.1 移植 μC/OS-II操作系統(tǒng)40-44
• 5.1.2 移植LwIP協(xié)議棧44-47
• 5.1.3 系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì)47-51
• 5.2 從機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-53
• 5.2.1 主程序設(shè)計(jì)51-52
• 5.2.2 無線模塊程序設(shè)計(jì)52-53
• 5.3 跳頻通信算法設(shè)計(jì)53-56
• 5.3.1 跳頻通信的數(shù)學(xué)模型53-55
• 5.3.2 跳頻通信算法55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-58
• 6 系統(tǒng)測試58-64
• 6.1 測試條件與環(huán)境58
• 6.2 硬件電路測試58-60
• 6.2.1 LED驅(qū)動電路測試58-59
• 6.2.2 無線通信距離測試59-60
• 6.3 軟件測試60-63
• 6.3.1 μC/OS-II操作系統(tǒng)內(nèi)核功能測試60-61
• 6.3.2 LwIP協(xié)議棧功能測試61-62
• 6.3.3 網(wǎng)絡(luò)通信功能測試62-63
• 6.4 本章小結(jié)63-64
• 7 結(jié)束語64-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-69

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本文編號：389686