本文關(guān)鍵詞：基于ARM的嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：智能家居是在互聯(lián)網(wǎng)影響之下物聯(lián)化的體現(xiàn),它作為物聯(lián)網(wǎng)在家庭中的典型應(yīng)用,倡導(dǎo)了一種健康舒適、快捷便利、低碳節(jié)能的生活方式。智能家庭網(wǎng)絡(luò)是智能家居的重要組成部分,它借助現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將家庭內(nèi)各種家電和設(shè)備連網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)為人們提供各種豐富、多樣化、個性化、方便、舒適、安全和高效的服務(wù)。而居于智能家居系統(tǒng)核心地位的智能家居網(wǎng)關(guān)是家居實現(xiàn)家庭內(nèi)部信息與家庭外部信息的交換,無疑是家庭連網(wǎng)的目的所在。本文圍繞如何實現(xiàn)嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)及其相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)做了分析與研究。文中首先介紹了課題的研究背景及意義和國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)及現(xiàn)狀。然后對網(wǎng)關(guān)進行了需求分析與總體設(shè)計,并通過對比各種不同的技術(shù)方案確定了網(wǎng)關(guān)所采用的方案,給出了網(wǎng)關(guān)的整體結(jié)構(gòu)框架,針對家庭子網(wǎng)采用的Zigbee技術(shù)做了詳細的分析。隨后在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上針對網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計進行了闡述,硬件部分主網(wǎng)關(guān)是以S3C2440A為核心,外圍搭載各個必要功能模塊電路,子網(wǎng)關(guān)是以微控制器CC2530F256為載體的Zigbee協(xié)調(diào)器為核心,外圍搭載各個功能模塊,主網(wǎng)關(guān)和子網(wǎng)關(guān)通過UART串口進行通信;軟件設(shè)計包括嵌入式環(huán)境搭建、Zigbee子網(wǎng)、家庭網(wǎng)關(guān)和Veb應(yīng)用程序幾個部分,實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議應(yīng)用層和Zigbee協(xié)議應(yīng)用層報文轉(zhuǎn)換。最后分別從Zigbee子網(wǎng)和遠端Web交互方面對家庭網(wǎng)關(guān)進行了應(yīng)用測試,測試結(jié)果表明通過家庭網(wǎng)關(guān)基本實現(xiàn)了對家庭信息的訪問,具有很好的可行性。
【關(guān)鍵詞】：智能家居 家庭網(wǎng)關(guān) 協(xié)議轉(zhuǎn)換 Zigbee 嵌入式
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU855;TN915.05
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)及現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文主要內(nèi)容與章節(jié)安排13-15
• 第2章 嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計15-24
• 2.1 需求分析15
• 2.2 技術(shù)方案選擇15-19
• 2.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計19-20
• 2.4 Zigbee技術(shù)20-23
• 2.4.1 Zigbee特點20-21
• 2.4.2 Zigbee協(xié)議分析21-22
• 2.4.3 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計24-33
• 3.1 家庭網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)24
• 3.2 S3C2440A與CC2530F256介紹24-26
• 3.2.1 S3C2440A介紹24-26
• 3.2.2 CC2530F256介紹26
• 3.3 外圍模塊電路設(shè)計26-32
• 3.3.1 電源電路26-27
• 3.3.2 晶振電路27
• 3.3.3 復(fù)位電路27-28
• 3.3.4 存儲電路28-30
• 3.3.5 以太網(wǎng)模塊電路30-31
• 3.3.6 CC2530F256電路31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計33-60
• 4.1 軟件體系結(jié)構(gòu)33
• 4.2 嵌入式環(huán)境的搭建33-36
• 4.2.1 交叉編譯環(huán)境33-35
• 4.2.2 引導(dǎo)加載程序35
• 4.2.3 Linux內(nèi)核35-36
• 4.2.4 根文件系統(tǒng)YAFFS236
• 4.3 通信協(xié)議設(shè)計36-38
• 4.4 Zigbee子網(wǎng)軟件設(shè)計38-48
• 4.4.1 協(xié)議棧Z-Stack分析38-40
• 4.4.2 Zigbee建立任務(wù)40-44
• 4.4.3 家庭子網(wǎng)功能設(shè)計44-48
• 4.5 家庭網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計48-54
• 4.5.1 串口通信設(shè)計48-51
• 4.5.2 配置模塊設(shè)計51-52
• 4.5.3 終端節(jié)點注冊52-53
• 4.5.4 協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)計53-54
• 4.6 Web應(yīng)用程序設(shè)計54-59
• 4.6.1 Web前端設(shè)計54-55
• 4.6.2 服務(wù)器端設(shè)計55-58
• 4.6.3 登錄認證設(shè)計58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-60
• 第5章 家庭網(wǎng)關(guān)應(yīng)用測試60-66
• 5.1 測試方案60-61
• 5.2 Zigbee子網(wǎng)功能測試61-63
• 5.2.1 終端設(shè)備搜索61
• 5.2.2 家庭信息查詢61-62
• 5.2.3 家庭設(shè)備控制62-63
• 5.3 用戶遠端Web交互測試63-65
• 5.3.1 系統(tǒng)登錄63
• 5.3.2 子網(wǎng)終端設(shè)備搜索63-64
• 5.3.3 家庭信息查詢64
• 5.3.4 家庭設(shè)備控制64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)成果目錄72

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