论文部分内容阅读
随着经济的迅速发展、科技的不断进步以及生活水平的日益提高，人们对家居生活的安全性、便利性、舒适性、高效性要求也越来越高，于是“智能家居”开始从一个概念转变成一种市场需求。计算机、互联网、传感器技术的发展，无线通信网络的日趋成熟，消费水平和消费观念的进一步提高为满足这种市场需求垫定了坚实的技术基础和物质基础。于是世界范围内开始出现了智能家居领域“百花齐放百家争鸣“的景象，但繁荣背后行业标准不统一、技术水平技术方案参差不齐给智能家居行业发展又带来了一定的制约。智能家居系统的主要目标就是服务人们日常生活，让人们的家居生活变得更加安全、舒适、高效、便捷。本文在综合衡量系统易扩展性、实用性、可靠性、成本体积、功耗、开发难度等一系列因素后，应用嵌入式Linux、ZigBee无线网络、单片机、传感器、Qt应用界面、Web远程控制等技术，提出了一套完整的智能家居系统解决方案，并在此基础上设计软件程序和硬件模块验证了方案可行性。该系统由网关/控制中心模块、无线通信网络、终端控制模块三部分组成，主要实现了以下几个功能： Web远程控制、本地触屏监控、室内温湿度监测、室外雨滴检测、防盗报警、火灾报警、有毒气体报警、智能灯光控制。由于生活需求会随着社会的发展和科技的进步迅速增加、变化。所以本文设计阶段考虑的主要问题是：设计实现一套智能家居系统能够满足当前人们的生活需求，而且要让系统便于日后软硬件扩展升级。为解决这个问题，本文系统的网关选用S3C2440作为主控芯片、U-boot作为Bootloader、嵌入式Linux作为操作系统、Qt设计界面作为网关的应用软件，选用DM9000网卡芯片扩展网关的网络控制功能，SONY触摸屏扩展系统网关本地监控功能。系统的无线通信及组网采用ZigBee无线传感器技术实现，选用TI公司的CC2530作为ZigBee节点的硬件平台，选用ZigBee联盟的Z-Stack2007作为ZigBee无线网络的协议栈，以使系统网络稳定可靠运行且方便扩展网络节点以及系统功能模块。终端控制器采用Atmega16芯片，根据功能需求设计制作外围控制模块、传感器模块，实现系统的控制及数据采集功能。最后对按照上述方案所设计的智能家居系统进行了功能测试及性能测试。测试结果表明，使用上述方案所设计的智能家居系统实现了设计前的功能需求，达到了方案设计时设定的各项指标。系统运行稳定可靠，具有成本低、性能高、开发容易、使用方便，可行性高等优点。