基于无线网关的智能家居灯光遥控系统

摘要

随着整体社会文化的发展和经济收入水平的提高，作为日常生活的重要构成之一，人们对家居环境的关注度和心理预期，也日益提升。工业级技术的民用化趋势，将大量的原先遥不可及的尖端科技应用到了日常的生活中，科技惠民的概念也逐步显现。城市住宅项目通过引入智能家居产品来满足中高层次购房者的需求，在半精装和全精装住宅中安装全套门禁控制和智能居家管理系统。
　　本课题以智能化灯光控制系统的解决方案基于无线网关技术，简单概括就是用移动终端设备（已经安装了灯控应用的智能手机和平板电脑）或控制面板（Panel）对无线网关下达指令。无线网关进行命令解析与转换发送到局域网内已经配置好的灯光控制接收模块。系统结构包括移动终端控制器，无线网关控制器，灯光模块，接口协议和控制序列，iOS平台无线灯光控制面板，Xcode集成开发环境，组网的主从设计等。最终通过接受RF315MHz控制序列来实现对灯光模块（Actuator）的遥控控制。将计算机技术、移动客户端设计和嵌入式控制技术同时应用于灯光遥控系统中，实现安全性、通用性兼具，并通过移动端控制给用户带来愉悦的使用体验。
　　智能化灯光控制系统作为智能家居领域应用的先驱和领军产品，其智能化程度越高。现有智能家居系统的终端产品可谓日新月异、多种多样，而相应的系统平台、设计标准及应用接口却千差万别，随之带来产品之间的冲突或无法接入等失效问题，平台的通用性和包容性的问题日渐凸显，最理想的解决方案是各大产品制造厂商来共同拟定一个相对完善和统一的行业标准，但是这会涉及到各方经济利益与技术壁垒。本文探讨的系统解决方案可应用在开放的WIFI无线全覆盖环境，以WIFI这种通用的无线应用技术作为平台，将8720PHY、SM1231、RF315MHz等专业通讯接口通过信号互转来实现接入，这既可以避开各大厂商的专利技术垄断，又可以降低系统成本，给消费者带来一定的经济效益，同时稳定的系统性能和包容性，又开拓了其他产品模块化的市场契机。
　　本文对智能家居的国内外研究现状、智能家居的灯光控制系统进行了阐述，接着对智能灯控项目需求及总体结构和设计要点进行了说明。接下来的三章对基于无线网关技术灯光控制系统，及系统中各个核心模块进行详细的设计说明。其中核心模块包括：面板与手持移动终端控制、无线网关控制器及组网、智能灯光遥控控制系统。在详细说明之后，对系统实现与展示模型进行了重点描述，其中包括为验证系统整体品质和保证用户体验，进行客户端应用用户体验测试和界面设计。最后是对本课题的总结及展望。

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1 绪论

1.1课题设计的背景和意义

1.2国内外智能家居行业现状和研究趋势

1.3本文主要的研究内容和结构安排

2 智能灯控项目需求分析和构架设计

2.1智能灯光控制系统项目需求分析

2.2无线网关控制器总体结构和设计要点

2.3智能灯控解决方案的核心模块

2.4本章小结

3 移动终端控制的详细设计与实现

3.1客户端的设计与实现

3.2手持终端控制面板的设计与实现

3.3本章小结

4 无线网关控制器及组网的详细设计与实现

4.1无线网关控制器

4.2无线网关组网

4.3本章小结

5 智能灯光遥控控制的实现

5.1智能灯光

5.2遥控灯光控制

5.3 本章小结

6 灯光控制系统展示模型与系统测试

6.1 灯光控制系统展示模型

6.2模型的系统配置和无线网关的组网

6.3系统测试

6.4移动端应用的用户体验测试

6.5本章小结

7 全文总结与展望

7.1全文总结

7.2项目升级与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已公示的论文