基于Web的智能家居控制器的设计与实现

摘要

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
　　 智能家居作为综合国力和科技水平的具体体现，其特点和优势明显，具有广阔的市场前景。它不仅能为人们提供安全、舒适、节能、高效的工作和生活环境，还能运用现代高新技术，把有限的资金和有限的建筑空间进行综合开发利用，既节省建筑运行费用，又保护环境和有限的资源。
　　 智能家居的目标是使用多种方法和设备来提高人们的生活质量，使家庭生活变得更加舒适、安全和有效。随着信息技术的发展，互联网技术已经深入到人们生活中的方方面面。因此将家庭内部各种设备接入互联网，通过互联网对家庭内部各种设备进行操作成为可能。本课题旨在设计一种成本低廉、面向家庭的的远程智能家居控制器，主要用于控制电灯、电冰箱、空调等家用电器的运行状态。智能家居控制器采用ARM处理器S3C4480作为核心处理单元，硬件平台由S3C4480和以太网控制器CS8900等器件组成，软件主要以精简TCP/IP协议栈为核心，两者共同组建了嵌入式智能家居WEB服务器。精简TCP/IP协议栈包括了以太网控制器驱动程序、ARP协议模块、IP协议模块、ICMP协议模块、TCP协议模块和HTTP协议模块。在HTTP协议的基础上，建立了嵌入式WEB服务器TCP/IP Lean。用户可以使用任意的浏览器对家居中的设备和环境进行检测和控制。
　　 本文设计了基于ARM的嵌入式处理器，实现了简单的智能家居控制器，可以远程控制家中的电灯、电冰箱等家电，充分的发挥了32位处理器的优势，有效解决了PC作为控制中心的不足（比如体积大，功耗大，成本高等问题），本课题设计的系统完成了阶段性的设计目标，但由于时间原因，本课题还有很多需要完善的部分，例如，实现“三表”的远程数据传送。

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1 本课题的研究意义

1.2 智能家居的发展现状

1.3 课题的主要研究内容

2 TCP/IP协议栈的简单介绍

2.1 TCP/IP协议概述

2.2 TCP/IP体系结构

2.3 以太网和地址

3 系统硬件设计

3.1 ARM处理器S3C4480开发板硬件结构

3.2 存储器接口

3.2.1 存储器接口特征

3.2.2 Flash接口

3.3.3 SDRAM接口

3.3 网络模块接口

3.4 输入输出接口

4 嵌入式Web服务器系统软件实现

4.1 链路层的实现

4.1.1 CS8900的初始化

4.1.2 数据的接收

4.1.3 数据的发送

4.2 网络层的实现

4.2.1 ARP协议的实现

4.2.2 IP协议的实现

4.2.3 ICMP协议的实现

4.3 传输层的实现

4.4 应用层的实现

4.4.1 HTTP请求报文

4.4.2 HTTP响应报文

4.4.3 HTTP设计实现

4.5 WebServer工作原理

4.6 网页的制作

4.7 WebServer的实现

5 软件系统调试

5.1 软件开发环境

5.2 仿真环境的建立

6 系统测试与结论

6.1 测试环境和方法

6.2 结论

6.2.1 测试结果

6.2.2 工作展望

参考文献

附录

附录1：网卡驱动CS8900驱动程序

附录2.IP协议移植程序

附录3：TCP协议移植程序

致 谢