智能家居系统设.doc

1、本科毕业设计（论文）题 目 _ 智能家居系统设计_ _学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 计算机与通信工程学院 指导教师(职称) 完成时间 毕业设计（论文）任务书题目 智能家居系统设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等：一主要内容：1熟悉基于嵌入式系统的开发方法;2掌握Linux系统的移植；3了解硬件接口电路；4设计系统硬件和软件。二基本要求：1完成智能家居系统硬件设计；2完成智能家居系统软件设计；三主要参考资料：1有关嵌入式系统开发方面的资料；2有关ARM开发板方面的资料；3有关Linux系统移植的资料；4有关Linux设备驱动方面的资料；5. 有关GPRS技术方面的资料；6. 有关ZIGBEE无线技术方面的资料；完 成 期 限： 指导教师签名： 专业负责人签名： 年 月 日智能家居系统设计目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题的来源及背景11.2 国内外研究现状及发展趋势11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状21.2.2 未来发展趋势41.3主要研究内容51.4 本章小结52家居系统方案设计52.1 相关技术介绍与分析52.1.1 ZigBee

2、技术52.1.2 GPRS技术82.1.3 WIFI无线网路通信技术102.1.4 嵌入式Web服务器122.2 智能家居系统总体功能设计132.3 智能家居系统总体模块设计142.4 本章小结153智能家居系统硬件设计153.1 关于硬件选择标准153.2 系统中的主要硬件163.2.1 开发板163.2.2 ZigBee模块263.2.3 GPRS模块313.3 本章小结334智能家居系统软件设计344.1 关于Linux344.2 软件平台的搭建354.2.1 BootLoader的移植354.2.2 Linux内核的移植374.2.3 根文件系统以及图形界面GUI的移植414.3 软件功能模块设计424.3.1 Linux设备驱动程序434.3.2 ZigBee模块434.3.3 GPRS模块444.3.4 Web服务器464.3.5 视频监控模块474.4 本章小结485 总结与展望485.1 研究成果485.2 后续的研究工作48致谢49参考文献50智能家居系统设计智能家居系统设计摘 要随着经济的发展，人们开始期盼着拥有一个安全、舒适、节能和便捷的家居环境。智能家居系统通过

3、整合计算机技术、嵌入式技术、传感器技术、网络通信技术以及自动控制技术，集中或远程监控家庭事务，集安防控制、照明控制、多媒体娱乐、网络连接等功能于一体，满足信息时代人们高品质的生活追求。智能家居系统在欧美发达国家发展比较早，技术也比较成熟，但国内的应用正处在发展阶段，有着广泛的市场，因此，对智能家居系统的研究有着重要的意义。本系统以S3C2440芯片为核心处理器，外围扩展ZigBee模块、GPRS模块、红外模块、传感器等，采用嵌入式Linux操作系统和Boa嵌入式服务器为软件平台。宿主机使用Ubuntu10.04与Win7操作系统、ARM-Linux交叉编译环境、QT等进行开发。用到了内核的配置与调试、模块化驱动程序、根文件系统的制作等技术。各模块通过ZigBee技术、WIFI技术与中央控制器联系在一起，组成一个完整的系统。关键词 智能家居；嵌入式；ZigBee；网络智能家居系统设计ABSTRACTWith the development of economy, people are looking forward to have a safe, comfortable, energy-

4、saving and soThe Czech Republic and home furnishing environment. Intelligent home furnishing system through the integration of computer technology, embedded technology, sensor technology, network communication technology and automatic control technology, centralized or remote monitoring for family affairs, Jian control, lighting control, multimedia entertainment, network connections and other functions in one, to meet the information age people the pursuit of high quality life. Intelligent home

5、furnishing system develops earlier in the western developed countries, technology is mature, but the domestic application is still in the development stage, has a broad market, therefore, is of great significance to research the intelligent home furnishing system.This system uses S3C2440 chip as the core processor, peripheral expansion of ZigBee module, GPRS module, infrared sensor module, etc., using the embedded Linux operating system and Boa embedded server software platform. The host using t

6、he Ubuntu10.04 and Win7 operating system, ARM-Linux cross compiler environment, QT development. Use the configuration and debugging, the kernel module of the driver, making the root file system technology. Each module through ZigBee technology, WIFI technology and the central controller together, form a complete system.KEYWORDS Intelligent home furnishing；flushbonading；ZigBee；networkII智能家居系统设计1 绪论1.1 课题的来源及背景信息技术的发展迅速，己深入人类生活的各个领域，并对人类的居住环境和建筑业发展产生了巨大的影响，人们已开始追求充满信息技术、安全技术、高效节能、并具有丰富人文环境的绿色住宅。不断

7、加快的生活节奏，使人们有了掌握海量信息的需求，急需有一个方便快捷的系统平台，把人们从繁重的家务劳作和繁琐的家电操作中解放出来，并能自动协助人们生活的智能化系统，这就是智能家居系统。智能家居是信息技术和建筑的完美结合，其目标是使人们拥有安全、舒适、便利、节能、娱乐和优美的生活环境，这是新世纪住宅发展的必然趋势。传统的家居环境在满足人们最基本的需要的同时，也逐渐凸显了局限性。比如：传统的家居没有室内灯光的统一管理，进出房间开灯不方便，不能够方便的做到人走灯灭、节约能源；传统家居环境的安全性能差，不能够做到对于各种危险情况如煤气泄露、入室抢劫等的敏感反应；不能满足远程对家居的智能监控、实时监控、集中监控。智能家居，又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。它一般是以住宅为基础平台，综合建筑装潢、网络通信、信息家电、设备自动化等技术，将系统、结构、服务、管理集成为一体的高效、安全、便利、环保的居住环境。1.2 国内外研究现状及发展趋势1.2.1 国外研究现状1984 年世界上第一幢智能建筑在美国出现，随后日本、欧洲、澳大利亚等世界上众多经济发达的国家先后提出了各种智能家居的解决方案，并

8、逐渐得到广泛应用。自 20世纪60、70年代以来，国外已经有不少的智能家庭系统面世，但是由于没有解决各系统之间相互兼容性问题，因此相关标准在全球尚未统一。目前有数种产品作为既成标准共存，这些产品主要集中在美国、西欧和日本等地区。在美国，X-10系统已于70年代后期进入市场，80年代后又有LonWorks系统、CEBus (Consumer Electronic Bus) 、Smart House 系统相继出现；在欧洲有 EHS(European Home System)系统和EIB(European Installation System) 系统；而在日本则有HBS(Home Bus System)系统。 90 年代以后，智能家居网络进入了实用化和标准化的发展阶段，开放性和包容性很强的BACnet协议于1995年诞生，并随即成为ISO 国际标准，这是智能家居网络在标准化建设上的一个里程碑式的成果。同时，一批批智能家庭网络工程投入实用，国外各大高新技术公司的研究成果纷纷进入工程实施阶段，比较典型的研究性或示范性项目有：IBM 的网络化家居和梦幻空间(Dream Space)工程、Honeywell的家庭自动化工程、Cisco的网络社区工程、Motorola 的智能家居工程、Invensys 的网络化家居工程、MIT 的智能厨房研究项目、业利桑那大学的 WAV E S工程和中美科龙智控联合中心（中科院、广东科龙和美国业利桑那大学）的智能家居项目等。1.2.2 国内研究现状与国外相比，智能家居在中国的发展时间要晚很多。很多人将智能家居在国内的发展过程划分为概念年、研发年、实验年、推广年以及普及年几个阶段。 2000 年是智能家居在中国的一个概念年，这时的智能家居刚刚进入中国。一部分人通过广播电台、电视、报纸杂志等媒体的宣传，初步了解了智能家居这个概念，以及智能家居带来的智能生活是怎样的。一些嗅觉敏锐的厂商开始进入智能家居这个行业。 经过四年的研究开发和实验应用，到2004年的时候，智能家居已经开始在中国全面推广。在一些豪华的公寓和住宅中已经看到了它们的踪迹，但由于产品本身价格过高，普通家庭难以接受。这个时期没有智能家居控制系统可言，家电产品都以独立方式工作。 到2006年的时候

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