基于ARM的智能家居控制系统

摘要

随着经济社会的快速发展，人们的生活水平提高到一个新的层次。智能家居正是要满足人们对家居生活的新的追求。本文研究的智能家居控制系统，目标是建立一个系统，使家居环境更安全、更健康、更便捷和更舒适。同时，力求使系统满足技术先进、成本低廉、功能繁多以及可扩展性强的要求。
　　 智能家居最基本的要求是安防。本文利用目前发展迅速的嵌入式技术，用基于ARM9内核的嵌入式平台作为主控制平台，使整个系统小而巧。图像监控模块和门禁密码键盘模块为家居安全部署了两道防线。如果访客通过门禁键盘输入密码错误，将被视之为试图非法闯入，图像监控摄像头将对其进行摄像并保存。本智能家居控制系统的嵌入式平台中，移植的是当今主流操作系统中的Linux系统，由于其代码的开源性，使得代码的开发极为便利。
　　 另外，本文的一大特色是在智能家居组网过程中，使用了ZIGBEE无线技术。ZIGBEE和蓝牙是目前主流的无线技术。而ZIGBEE技术以其传输范围更远、成本更低的优点更适合用作智能家居的组网。本文ZIGBEE无线模块的组成采用单片机加ZIGBEE无线芯片的方式，包括无线协调器及无线终端。协调器管理网络中所有的终端，终端则直接与家电相连，组成一个完整的星型网络。最后，GPRS模块与用户手机互相通讯，使用户在外也可以了解家里各方面的信息。智能家居的核心实质上是信息的网络共享，近年来“物联网”概念的流行使得本智能家居控制系统的研究更为有实际意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1问题的提出

1.2国内外智能家居的研究现状

1.3研究的主要内容、目标和方法

第2章 智能家居控制系统的硬件组成及其总体实现

2.1总体方案系统概述及可行性分析

2.2总体方案设计原则

2.3系统总体方案设计及实现

第3章 ZIGBEE无线协调器与无线终端节点的设计

3.1 ZIGBEE技术概述

3.2 ZIGBEE协议框架和分层

3.2.1 IEEE802.15.4协议标准中的物理层

3.2.2 IEEE802.15.4协议标准中的MAC层

3.2.3 IEEE802.15.4网络简介

3.2.4 ZIGBEE技术网络层

3.2.5 ZIGBEE技术应用层

3.3 ZIGBEE智能家居控制系统解决方案

3.3.1不同ZIGBEE解决方案的对比

3.3.2 ATmega128 AVR单片机

3.3.3 ZIGBEE无线芯片CC2420

3.4 ZIGBEE无线模块的硬件设计

3.4.1 ATmega128 AVR单片机电路设计

3.4.2门禁键盘模块电路设计

3.4.3 ZIGBEE无线芯片CC2420模块电路设计

3.5 ZIGBEE无线模块的软件设计

3.5.1 ZIGBEE无线协调器的软件设计

3.5.2 ZIGBEE无线终端节点的软件设计

3.5.3 ZIGBEE无线模块关键程序设计

第4章 监控图像采集与图像处理

4.1图像监控模块功能描述

4.2硬件选型

4.2.1图像传感器的工作原理

4.2.2 USB摄像头选型

4.3监控模块的图像采集

4.3.1 USB摄像头在Linux下的驱动

4.3.2利用Vide 4 Linux进行图像采集

4.4监控图像压缩的实现

4.4.1图像的压缩和编码

4.4.2图像进行JPEG格式压缩

第5章 GPRS无线模块的设计应用

5.1 GPRS网络概述

5.2 GPRS无线模块硬件选型

5.3 GPRS模块的软件实现

5.3.1 AT命令

5.3.2发送和接收程序

第6章 ARM9的LINUX系统移植与裁减

6.1嵌入式操作系统介绍

6.1.1主流嵌入式操作系统

6.1.2 LINUX系统简介

6.2 S3C2410硬件接口

6.3 S3C2410内核的移植与裁剪

6.3.1 BOOTLOADER

6.3.2内核的编译

6.3.3 Linux文件系统

6.3.4应用程序的交叉编译与运行

第七章 系统测试

7.1测试流程

7.2测试结果

结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文