基于嵌入式WEB服务器和ZigBee技术的智能家居远程监控系统设计与实现

摘要

智能家居是信息技术高速发展带给人们的高科技产物，它将满足人们对家居设施、环境、生活全方位进行智能控制的需求。智能家居市场目前在便利性、可靠性、成本低廉性等方面还存在很多问题。
　　针对这些问题，本课题基于嵌入式WEB服务器和ZigBee技术研究设计智能家居远程监控系统。远程客户端通过互联网与家居内部系统进行信息交互，家居内部无线通信网络采用Zigbee通信技术，内外网的连接转换点和控制中心用嵌入式Web服务器实现，由此构建了完整的系统架构;在此基础上提出嵌入式Web服务器、ZigBee无线通信模块的硬件方案;给出Zigbee模块数据封装与信息收发软件设计流程;在嵌入式服务器上实施Linux操作系统的裁剪移植，再通过HTML与CGI编程，模拟实现智能家居远程控制。
　　该系统在功能上能满足人们利用多种智能终端方式对家居的远程智能控制，同时在可扩展性、可维护性和成本低廉性及微型化方面具有优势，达到预期研究目标。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 国内外智能家居技术现状和发展趋势

1．2 课题研究应用前景

1．3 研究主要内容以及论文结构安排

1．3．1 课题研究的主要内容

1．3．2 论文结构安排

2 系统总体设计方案

2．1 系统总体模式

2．2 远程监控方法选择

2．2．1 基于OPC技术

2．2．2 基于PC机WEB服务器的远程控制系统

2．2．3 基于嵌入式WEB服务器的远程控制系统

2．3 基于Zigbee的家居现场信号传输

2．4 智能家居远程监控系统总体设计方案

3 系统硬件平台搭建

3．1 嵌入式Web服务器

3．1．1 嵌入式处理器选型

3．1．2 选择主控芯片

3．1．3 基于S3C2440的嵌入式Web服务器硬件方案

3．2 ZigBee无线通信模块

3．2．1 近距离无线通信技术概述

3．2．2 基于ZigBee的无线透明传输模式

3．2．3 ZigBee无线数据传输模块硬件设计

4 ZigBee无线传输模块软件设计

4．1 数据通信协议设计

4．1．1 串口部分数据传输格式设计

4．1．2 ZigBee无线传输模块的数据封装

4．2 ZigBee无线数据传输模块软件设计

4．2．1 系统参数初始化

4．2．2 信息发送与接收程序

5 嵌入式Web服务器软件开发平台设计

5．1 软件开发整体结构

5．1．1 操作系统选定

5．1．2 WEB服务器方案

5．1．3 软件整体架构

5．2 交叉编译环境搭建

5．2．1 交叉开发环境

5．2．2 开源GNU交叉工具链

5．3 嵌入式Linux操作系统

5．3．1 BootLoader弓f导程序

5．3．2 U-boot配置编译、烧录及使用

5．3．3 TFTP工具使用

5．3．4 嵌入式Linux内核的移植

5．4 Boa服务器移植与配置

5．4．1 Boa服务器工作模式

5．4．2 Boa服务器的移植配置

6 嵌入式Web服务器软件实现

6．1 嵌入式Web服务器软件实现流程

6．2 编程实现

6．2．1 CGI工作原理与过程

6．2．2 CGI与HTML程序的配合使用

6．3 模拟实现

6．3．1 启动并配置控制器端

6．3．2 通过WEB远程控制智能家居设备

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献