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随着电子计算机技术、传感器技术、无线通信技术的快速发展,以及人们生活水平的提高,人们对生活品质的要求也越来越高。家庭居住环境作为与人们密切相关的方面,近年来越来越受到人们的关注。于是,伴随着物联网概念的产生,楼宇智能化、家庭数字化、智能家居等概念也随之产生。作为物联网的应用,智能家居是信息领域的关注热点,智能家居将会使人们居住的的生活环境更加的舒适和方便,让人们的居住环境变得网络化、安全化、智能化。 本论文介绍了国内外的智能家居现状,针对传统的智能家居存在布线繁琐、扩展性差、成本高昂的问题,提出通过采用ARM系列的微处理器来构建网络服务器,室内节点采用短距离的 Zigbee无线通信模块进行组网的方式来设计智能家居。由于短距离无线通信模块的组网灵活、价格便宜、良好的系统扩展性等特点,使得无线通信技术应用于智能家居成为必然趋势。通过比较蓝牙、Wi-Fi、Zigbee三种无线通信技术,同时考虑智能家居的应用场合,Zigbee由于它的组网方式灵活、成本低廉、网络容量大、功耗低等优势,因此本设计室内无线网络组建采用Zigbee无线通信模块。 本设计的硬件平台是基于三星公司的 ARM体系的 S5PV210处理器为核心的学习板,通过移植U-boot、嵌入式Linux内核、BOA来搭建智能家居基础平台即WEB服务器,Zigbee无线通信模块采用TI公司的CC2530。通过主控单元S5PV210外接无线Modem和Internet网线实现与外部的通信,同时Zigbee无线通信模块通过RS232连接主控单元从而实现内外网的信息交互。搭建好基础平台之后,本论文的主要工作放在软件设计,包括WEB服务器端软件设计和无线节点软件设计。其中服务器端软件设计是通过CGI、HTML和数据库软件设计来实现外部对室内的访问和控制,无线节点方面是基于Z-Stack的应用软件设计来组建室内无线网络。 用户可以通过网络访问家庭服务器来查询室内节点信息,同时也可以通过发送命令来控制相应节点。节点会将采集到的信息通过 Zigbee无线网络发送给主控单元从而更新数据库。在特殊情况下如发生火灾导致烟雾浓度过高,系统会自动打开报警器同时主控单元通过无线Modem给用户手机发送报警短信。 经过测试,本设计基本达到预期要求,实现了智能家居的基本功能。基本实现了智能家居的网络化、安全化、智能化,智能家居控制界面简洁易操作,具有广阔的应用前景。