基于嵌入式Linux系统的无线智能家居控制系统的设计与实现

摘要

随着计算机技术、网络技术、物联网技术的发展,以及人们生活水平的提高,人们希望将与家庭生活有关的各种应用子系统有机地结合在一起,将一批原来静止的家居设备转变为具有“智慧”的工具。它能提供全方位的信息交换功能,优化人们的生活方式,为我们提供自动化、智能化的安全、便利、高效、舒适的家居环境。智能家居就在这个背景下应运而生了。
　　本文首先研究了智能家居的起源、现状和发展趋势,分析了当前流行的几种智能家居控制技术、嵌入式系统和无线通信技术,提出了采用ARM处理器为主控制器、嵌入式Linux为操作系统、GSM技术为远程无线通信技术、ZigBee无线传感器技术为短距离通信技术的智能家居设计方案。接着介绍了家庭智能网关的电路设计和ZigBee无线子模块电路设计。ARM主控制器和GSM模块通信是程序设计中的一个重点,在分析了日常家居设备控制方式,制定了短消息控制命令的格式的基础上,编写了以短消息为远程控制方式的GSM模块的通信程序。基于ZigBee协议栈ZSTACK,编写了协调器和各路由器无线通信程序。利用Qt Designer设计了简单易用的人机交互界面,并把人机交互程序做为单独的一个程序添加到了Qtopia系统中。
　　经过反复的调试和测试后,整个系统运行正常,可以通过手机短信控制家电设备;同时可以利用人机界面完成本地显示和控制。整个系统具有通信灵活、操作简便、性价比高、易于扩展和维护的优点,具有很高的推广价值。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 智能家居的国内外概况和发展趋势

1.3 智能家居技术介绍

1.4 课题主要研究内容

第2章 智能家居控制系统的技术介绍及总体方案

2.1 智能家居系统功能分析

2.2 无线技术方案

2.3 智能家居系统硬件方案

2.4 智能家居系统方案

第3章 系统硬件电路设计

3.1 智能家居网关设计

3.2 子系统电路设计

第4章 GSM模块和ZigBee程序设计

4.1 Linux设备驱动程序基础知识

4.2 串口驱动程序

4.3 GSM通信程序设计

4.4 ZigBee无线程序设计

第5章 基于Qt的GUI程序设计

5.1 嵌入式GUI简介

5.2 Qt／Embedded和Qtopia介绍

5.3 Qt常用工具介绍

5.4 建立QTE 开发环境

5.5 主控界面程序设计

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文