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1、沈阳理工大学硕士学位论文智能家居控制平台的设计与实现姓名：郭奇申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：刘勇201203沈阳理工大学硕士学位论文摘要人类在自己的历史上从未停止过对住宅的升级改造。近代以来，随着科学技术的进步，人们将更多的自动化、智能化的科技产品应用于对居住环境的改变。在这样的背景下，智能家居，这个在几年前鲜为人知的概念，现在已经被越来越多的人接受并应用到现实生活中。本文在对国内智能家居发展现状进行研究的基础上，提出了一种适合于传统家居的智能家居控制平台。该平台以智能家庭网关为中央控制器，采用模块化的设计方法，家庭内部使用新兴的Z i g B e e 无线技术组网，外部以有
2、线方式接入公网，实现了远程控制、环境监测、家电控制、门窗控制、视频监控、智能报警等一系列功能。本文首先提出了智能家居控制平台的总体设计方案，在此基础上，对内部各予系统进行了详细的设计，实现了智能家居控制平台的基本功能。本系统包括智能家居中央控制器和外围子系统两大部分。中央控制器的硬件设计采用三星公司生产的s 3 c 2 4 4 0A 蹦9 处理器，软件设计方面采用嵌入式L i 肌x 作为操作系统，嵌入式B o a 服务器作为W E B 服务器，通过通用网关接口C G I 实现了使用浏览器控制家中相应设备的功能。外围子系统部分主要设计并实现了电动窗帘模块、电子密码锁模块，电源灯光控制模块，环境监
3、测系统中的烟雾( 火灾) 报警模块、湿度监控模块，并集成了远程视频监控、G S M 电话短信报警等功能模块。通过Z i g B e e无线网络、以太网等技术实现各子系统与家庭网关以及家庭网关与1 1 1 t 锄e t 的连接，从而形成了一个完整的、可远程操控的智能家居系统。通过实际测试，家庭网关及各子系统模块工作正常，功能稳定，基本符合预期效果。关键字：智能家居；控制平台；z i g B e e ；模块化沈阳理工大学硕士学位论文A b s t r a c tP e o p l en e V e rs t o p p e du p 伊a d i n gt h e i rr e s i d e n
4、 t i a l i nh i s t o M o d e mt i m e s ，w i t hm ep r o g r c s so fs c i e n t i 丘ca n dt e c l l l l o l o 百c a l ，p e o p l ea p p l i e dm o r ea u t o m a t e da n di n t e l l i g e n tp r o d u c t st ot h el i v i n ge n V i r 0 1 m e n t sc h a n g e s I nt h i sc o n t e X t ，m es m a nh
5、 o m e ，m i s1 i t t l e 1 ( I l o w r nc o n c e p ti naf c wy e a r sa g o ，n o wa c c 印t e da n d 印p l i e dt or e a ll i f eb ym o r ea I l dm o r ep e o p l e B a s e do nm ee x i s t i n gS m a r tH o m es y s t e ma st h er e s e a r c ho b j e c t ，m i sp 印e rp r e s e n t sat r a d i t i o
6、n a lh o m ef o ri n t e l l i g e n th o m ec o n t r o lp l a t f o m T l l ep l a t f o ms y s t e mw i mm ei n t e l l i g e I l th o m eg a t e w a ya st h ec e n t r a lc o n 臼的1 1 u s i n gm o d u l a rd e s i 印m e t h o d s ，a i l o p t e dn e wZ i g B e et e c l u l 0 1 0 9 ya sc o n t r o
7、ln e t w o r km e a n so fc o m m u n i c a t i o n ，e X t 锄a 1u s ew i r e da c c e s st om ep u b l i cn e t w o r k ，r e a l i z e ds u c ha s ：r e m o t ec o n 仃o l ，e n v i r o r l I I l e n t a lm o n i t o r i n g ，a p p l i a n c ec o n 缸D 1 ，d o o r sa 1 1 dw i n d o w sc o n 缸0 1 ，V i d e
8、os u r v e i l l a n c e ，i n t e l l i g e n ta l 砌a n das 耐e so f 如n c t i o n s T l l i sp a p e rf i r S tp r o p o s e das m a r th o m ec o n 臼o lp l a t f o 肌d e s i g np l a l l ，o nt h i sb a s i s ，a 1 1i n t e 伊a t e dc o n t r o ls y s t e mf o rs m 嘶h o m ew i t h i nt h eV a r i o u ss
9、 u b s y s t e m so ft h ed e t a i l e dd e s i g n ，t oa c h i e V et h es m a r th o m ec o n t r o lp l a t f o m sb a s i c & n c t i o n s T h i ss y s t e mi n c l u d e sac c n 仃a lc o n 仃o l l e ra J l dt h es u b s y s t 锄sa st 、om 旬o rp a n s T h eh 硼w a r ed e s i 印o fc e n t r a lc o n
10、竹o l l e ru s i n gS 3 C 2 4 4 0A R M9p r o c e s s o rw h i c hi sp r o d u c e db yS a m s u n g ，u s i n gm ee I 】1 b e d d e dL i n u xo p e r a t i n gs y s t e ma n dB o Ae I 】 1 b e d d e dW 曲s e e rf o rs o f i | W a r ep l a t f o m l ，T l l r o u 曲m eC o m m o nG a t e w a yI n t e r f a c
11、 e( C G I ) r e a l i z e dt l l en m c t i o n so fc o n 怕lV a r i o u se q u i p m e n t st h r o u 曲w e bb r o w s 既A b o u ts u b s y S t e m ，d e s i 弘a 1 1 di m p l e m e n t a t i o no fs o m eo fm em a j o rc o n t r 0 1m o d u l e ss u c ha se l e 嘶cw i n d o w s 吼l r t a i n sm o d u l e ，
12、e l e c t r o n i c1 0 c km o d u l e s ，e n V i m l l l l l e n t a lm o n i t o r i n gs y S t e m si ns m o k e ( f i r e ) a l a n nm o d u l e ，h u m i d i t yc o n t r o lm o d u l e ，p o w e rs w i t c ha n dl i g h t i n gc o n t m lm o d u l e ，m e a l l w h i l ef i n i s h i n gt h ei n t
13、 e 铲a t i o no fn e t W o r km o n i t o n n g ，沈阳理工大学硕士学位论文 一一一 G S Ma l a n I lm o d u l ea n ds u c ho n E a c hm o d u l ec l o s e l y1 i I l l ( e dt o g e t h e rt oc e n 仃a 1c o n 们l l e r ，最) 锄ac o m p l e t es e to fs y s t e mt 1 1 r o u 曲i l ys u b n e tw h i c hc o I l s t i t u t e db
14、yZ i g B e ea n d B t l l 锄e t B ya c t u ：t e s t ，t h ef 锄i l ysu _ b n e ta n de a c hs u b s y s t e mm o d u l ei sw o r k i n gp r o p e r l y ，c t i o na 1 1 ds t a b i l i t yB a s i c a l l yc o m p l y 、) l ，i t he x p e c t e dr c S u l t s K e yw o 】r d s ：S m 积H o m e ；C o n 仃D 1P l a t
15、 f o H I l ；Z i g B e e ；M o d u l a r第1 章绪论第1 章绪论随着计算机技术、嵌入式技术的发展，越来越多的信息家电出现在人们的生活之中，其目的是为人类提供一个舒适、便捷、高效的居住环境。对高效、环保、节能的智能家居综合控制系统的研究已经成为许多大型I T 公司的研究重点。智能家居正在以前所未有的速度融入到人们的生活之中。智能家居( S m a nh o m e ) 是以住宅为平台，综合利用计算机技术、嵌入式技术、传感器技术、网络通信技术、自动控制技术以及现代建筑技术等将与家居相关的设施设备有机的结合在一起，通过系统化、结构化的服务和管理，最大限度满足人们对
16、居住环境智能性、安全性、舒适性的要求的综合控制系统【l l 。与传统家居相比，智能家居能够为人们提供更加舒适安全的生活空间，同时还能使家庭生活变得高效且人性化，将传统家居中被动工作的设备转变为主动工作的“智慧”型设备，为人们提供全方位的信息交换，使得家庭内部与外部信息网络连接通畅，帮助人们合理有效地安排时间，并有利于家居生活的低碳、环保、节能等，为社会的可持续发展做出贡献【舶。1 1 课题研究意义2 0 世纪9 0 年代以来计算机技术、网络技术、嵌入式技术以及数字化技术等都取得了快速的发展，极大的提高了生产效率，改变了人们的生活和工作方式，对经济社会的发展起到了至关重要的作用。但遗憾的是，这些技术对人们居住环境的改善并没有发挥太大的作用。虽然目前的家用电器功能越来越多，但是其并没有智能化，并且每个家电都独立工作，没有形成一个统一的家电系统。于是人们生活在一堆多功能的家用电器的包围之中，只能使用单个独立的智慧型家用电器，毫无智能化、人性化
