基于ZigBee的智能语音家居电器控制系统设计

摘要

随着经济和科学技术的快速发展，国富民安，人们对家居生活品质的要求越来越高，要求智能家居系统具有更高的方便性、舒适性。嵌入式技术、短距离无线通信技术及微控制器技术的不断发展，为智能家居系统的研发提供了新的发展方向。本文在充分研究智能家居系统的研究现状及发展趋势的前提下，结合嵌入式技术、ZigBee无线通信技术、语音识别技术及GSM通信技术等，提出了一种基于ZigBee的智能语音家居电器控制系统设计的方案，系统采取ZigBee无线通信，将家居电器、电子电气设备等组网形成一个用于家居电器控制、智能安防及环境监测的综合管理系统。具体研究工作如下：
　　（1）综述智能家居的国内外发展现状及趋势，深入研究 ZigBee无线通信协议栈结构，提出了基于ZigBee的智能语音家居电器控制系统的设计方案，该系统包括遥控器、接收端、智能安防装置等三种功能模块，各模块之间采取 ZigBee无线通信组网，具有家居电器控制、智能安防报警等功能。
　　（2）结合嵌入式、ZigBee无线通信、语音识别、液晶显示与触摸、红外传感、GSM通信等技术，对该系统的三个功能部件（遥控器、接收端、智能安防装置）进行了具体的硬件设计。遥控器主要包括ZigBee模块、语音识别模块、GSM模块、TFT液晶显示模块、电源模块等部分，利用 ZigBee模块组建无线通信网络实现接收端子节点自动加入，语音识别模块实现电器控制信号语音输入功能，GSM模块实现远程控制及安防报警，TFTLCD液晶显示模块实现触摸式人机交互，进行电器控制、工作状态与电器故障显示。接收端主要包括 ZigBee模块、继电器模块等部分，实现接收电器控制指令，发送电器工作状态与电器故障信息。智能安防装置主要包括红外感应模块、报警模块、ZigBee模块等部分，实现安防报警。
　　（3）运用集成开发环境Real View MDK、ZigBee协议开发环境 IAR Embedded Workbench，分别对该系统的三个功能模块进行了软件设计，实现了人机交换界面与触摸、语音识别、ZigBee无线通信与组网、电器控制、智能安防等功能。
　　（4）对基于ZigBee的智能语音家居电器控制系统进行了组网调试、功能验证与设计优化，结果表明该系统实现了无线家居电器控制、信息语音输入、智能安防报警、远程监控等功能。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 智能家居发展现状及趋势

1.3 论文研究的主要内容及章节安排

第二章 ZigBee技术及协议栈分析

2.1 ZigBee概述

2.2 ZigBee协议

2.3 本章小结

第三章 系统硬件电路设计

3.1 家居电器控制方案对比分析

3.2 遥控器硬件电路设计

3.3 接收端及智能安防装置硬件电路设计

3.4 本章小结

第四章 系统软件设计

4.1 系统软件开发环境

4.2 主程序设计

4.3 界面及液晶显示软件设计

4.4 ZigBee软件设计

4.5 ZigBee数据传输协议

4.6 智能安防装置软件设计

4.7 语音模块软件设计

4.8 本章小结

第五章 系统调试及总结

5.1 智能语音家居电器控制系统调试

5.2 调试结果

5.3 总结与展望

参考文献

致谢

附录：攻读硕士学位期间参与的科研项目及成果