嵌入式智能家居远程测控系统设计

摘要

随着信息技术的迅猛发展，人们对家居生活的舒适性、便捷性提出了越来越高的要求。本论文基于嵌入式微处理器设计出了一套智能家居远程测控系统，使人们在外出过程中，可以实现远程查看家庭中的各种状态，并且可以对家居设备进行相应的控制。这使得人们可以放心出行，并且享受到舒适的家居生活，充分体会到高科技带来的益处。
　　该系统主要由用户层、服务层和现场层三个部分组成，用户层与服务层之间通过Internet/Intranet网络进行通信，服务层与现场层之间通过RS-232串口实现通信。用户只需在一台接入了网络的PC机或者其它网络接入终端设备上的网络浏览器的地址栏中输入服务层中智能家居服务器的IP地址，便可通过弹出的监控页面实时查看家庭中的状态信息，并且能根据需求方便地向现场层发出控制命令。基于ARM平台构建了服务层。在ARM微处理器中移植了Linux嵌入式操作系统和Web服务器。这样，服务层既能将现场层各功能模块采集到的信息传送给远程的用户查看，又能将用户在远端输入的控制指令信息传送给现场层各功能模块以执行相应动作。本系统主要实现安防报警、家电控制、环境监控三大功能。因此，以STC89C52C为控制核心，利用DS18B20、HR202、MQ-2、TA17(L)-04、HC-SR501等集成感知器件，现场层实现了温度、湿度、烟雾、水位、电流、人体感知等家居环境状态的测试。借助于继电器、红外控制电路、接口电路等，它能够直接控制智能家居中的家电设备。
　　运用HTML、JavaScript语言分别开发了用户层中的Web网页界面及其后台程序，分别完成了用户的远程监控接口与交互功能以及信息的动态更新。在ARM平台上的嵌入式Linux操作系统中利用WebBoa技术，实现了智能家居的服务层功能，为远程用户层与现场层之间搭建了桥梁。运用C语言，为各现场子功能模块开发了应用程序，使其能分别实现相应的功能。
　　在实验室组建的实验平台上通过相关实验，验证了该系统能够实现其功能。通过它，用户能够经济、有效地远程测控其智能家居。

目录

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目录

1 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 研究现状与发展趋势

1.3 主要研究内容与结构安排

1.4 本章小结

2 系统方案设计

2.1 系统功能需求分析

2.2 系统结构模型

2.3 方案设计

2.4 本章小结

3 系统硬件电路设计

3.1 总体设计

3.2 服务层硬件电路设计

3.3 现场层硬件电路设计

3.4 本章小结

4 系统软件设计

4.1 用户层软件设计

4.2 服务层软件设计

4.3 现场层软件设计

4.4 本章小结

5 实验

5.1 实验平台的组建

5.2 功能验证

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 本论文研究总结

6.2 前景展望

参考文献

附录 A 现场层主控制板电路原理图

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况

致谢