基于HLA的智能家居仿真系统的研究与构建

摘要

目前智能家居的研究是一个热点，不少公司和研究机构都在进行相关的工作，作为一个复杂的多节点系统，对其进行研究需要大量时间和成本，仿真技术是减少研究时间和降低成本非常有效的方法。而智能家居系统拥有众多节点，而且各节点结构差异非常大，对该系统进行全数字仿真，靠单个计算机进行是不现实的，必须依靠多个仿真系统进行同步仿真，因此，建立分布式仿真系统很有必要。根据智能家居系统特点，本文按照高层体系结构(High LeverArchitecture，HLA)要求将各工作节点以联邦成员的形式进行实现，将仿真任务分布到各个网络节点上，实现了分布式的时间同步智能家居仿真系统。
　　 本文论述了目前智能家居系统的发展和应用情况，在此基础上研究了智能家居的基本理论和相关技术，分析了现有的智能家居系统存在的一些问题。在论述了目前分布交互仿真的发展和应用状况的基础上，研究了HLA基本理论和相关技术，HLA充分解决了分布式仿真中互操作性和可扩展性问题，同时也能很好的保证各仿真节点的时间同步，在其基础上建立智能家居仿真系统是可行的。
　　 本文提出了一种新的带学习能力的智能家居系统，并按照HLA的要求，应用面向对象的程序设计方法，设计了智能家居联邦结构，设计了智能家居控制器联邦成员，电器联邦成员，显示联邦成员，学习算法联邦成员等四个联邦成员，完成了整个智能家居仿真系统的设计。
　　 最后，使用法国航空航天实验室ONERA推出的CE-RTI作为运行时间支撑环境对整个仿真系统进行了实现，并对本文实现的仿真系统以及提出的带学习能力的智能家居系统进行了一定数量的测试，测试结果表明该仿真系统是稳定可靠的，该智能家居系统方案也能达到设计之初的要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 智能家居系统的国内外发展现状

1．2．2 HLA仿真的国内外发展现状

1．3 本文的主要工作与内容

第二章 智能家居及HLA仿真系统介绍

2．1 智能家居系统介绍

2．1．1 智能家居使用的技术

2．1．2 智能家居系统发展困境

2．2 HLA仿真系统介绍

2．2．1 分布交互仿真发展史

2．2．2 HLA仿真系统结构及规则

2．2．3 HLA仿真系统开发过程

2．3 本章小结

第三章 基于HLA的智能家居仿真系统

3．1 智能家居系统设计

3．1．1 智能家居方案设计

3．1．2 智能家居学习算法设计

3．2 基于HLA的仿真系统设计

3．2．1 仿真系统分析及总体设计

3．2．2 联邦对象模型设计

3．2．3 仿真平台各联邦成员设计

3．3 本章小结

第四章 系统功能实现及测试

4．1 CE-RTI移植

4．2 仿真联邦的实现

4．2．1 FED文件的实现

4．2．2 联邦成员接口的实现

4．2．3 电器联邦成员的实现

4．2．4 控制器联邦成员的实现

4．2．5 显示联邦成员的实现

4．2．6 学习算法联邦成员的实现

4．3 仿真系统的测试

4．3．1 仿真系统的架构测试

4．3．2 智能家居系统的测试

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

在读期间公开发表论文及科研情况