智能家庭网络系统研究

摘要

智能家庭是未来家庭的发展趋势,它是指将家庭中的各种电子、电气设备通过网络连接起来,进而实现对这些设备和家庭环境的智能管理、远程监控和资源共享。其目的是为人们提供一个安全、舒适、高效和便利的生活环境。
　　 本文将Zigbee技术与ARM技术相结合,以ARM微处理器为中心建立家庭网关硬件平台,对外通过以太网接入公共网络,对内将家用电器及其他联网设施通过家庭内部Zigbee无线-局域网连接成一体,实现信息家电设备的集中管理。用户通过远端PC就可以对家用电器进行状态查询和控制管理。论文的主要研究工作如下:
　　 (1)分析了智能家庭的背景、意义和发展趋势,构建了基于无线通信技术的智能家庭控制系统的总体方案。
　　 (2)研究了嵌入式开发的相关技术,尤其是ARM9处理器及其外围设备构建的嵌入式系统。在ARM9开发板进行了Linux操作系统、嵌入式文件系统和嵌入式数据库的移植。
　　 (3)研究了Zigbee无线通信协议,对Zigbee协议的层次,网络的拓扑结构,软件开发做了深入研究。结合一般家庭的家庭环境,实现了一种星型Zigbee网络在智能家庭中的应用,完成了温度测量和智能灯光调控终端节点模块的功能实现。
　　 (4)在Web服务器和用通用网关程序的基础上设计完成了嵌入式家庭网关,通过调用嵌入式数据库实现了家庭网关对信息家庭的远程控制,并详细研究了网关中TCP／IP和Zigbee协议的转换。
　　 最后本文对无线智能家庭网络系统的研究和设计做了总结,并对智能家庭网络系统发展做了进一步的展望。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 智能家庭的发展

1.2.1 国外的发展现状

1.2.2 国内的发展现状

1.2.3 智能家庭的未来发展趋势

1.3 智能家庭系统的设计原则

1.4 论文的研究内容和章节安排

第二章 嵌入式网关的设计与实现

2.1 智能家庭系统体系结构

2.2 智能家庭网关选择

2.2.1 嵌入式网关硬件平台设计

2.2.2 网关硬件平台部分单元电路

2.3 智能家庭网关的软件设计

2.3.1 Linux交叉编译环境的建立

2.3.2 Linux内核在开发板上移植

2.3.3 Linux内核的配置与编译。

2.3.4 Web服务器的建立

2.3.5 Web服务器的Boa移植

2.4 本章小结

第三章 Zigbee内部组网

3.1 智能家庭内部组网方式对比

3.2 Zigbee协议栈架构

3.2.1 Zigbee协议栈概述

3.2.2 IEEE802.15.4标准

3.2.3 Zigbee协议分析

3.2.4 Zigbee网络拓扑结构

3.3 Zigbee通信模块

3.3.1 CC2430介绍

3.3.2 Z-Staek协议栈介绍

3.3.3 Z-Stack软件开发

3.3.4 协调器软件设计

3.3.5 家庭网关模块通信协议

3.4 Zigbee终端节点设计

3.4.1 温度传感器节点设计

3.4.2 智能调光终端节点设计

3.5 本章小结

第四章 远程控制设计

4.1 嵌入式数据库在家庭网关中的创建

4.1.1 嵌入式数据库SQLite

4.1.2 移植SQLite数据库

4.2 嵌入式数据库的创建

4.2.1 创建数据库。

4.2.2 CGI程序实现

4.3 网关中的的协议转换

4.3.1 协议转换原理

4.3.2 协议转换过程

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

个人简历

致谢