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基于S5PV210处理器的智能家居控制系统软件设计
作 者: 章文兴
导 师: 辛云宏
学 校: 陕西师范大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 智能家居控制系统 安全防范技术 S5PV210处理器 传感器 软件设计
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
随着计算机技术、电子技术、通信技术以及控制技术的发展,人们逐渐意识到自己对智能化控制系统的需求,他们迫切地需要一种融合现代创新科技的智能化产品来改善身边的家居环境,使他们的生活更加安全、舒适、便捷。正是存在这种社会需求,智能家居孕育而生。智能家居是一种以楼宇建筑为平台,利用自动控制技术、网络通信技术以及综合布线技术等实现住宅设施与家庭日常事务高效管理的集成控制系统。在智能家居领域,安防功能显得尤为重要。一直以来,安全都是社会赖以生存与发展的基础,尤其在IT技术高度发展的今天,潜在安全隐患越来越多,所以提升现代化安防技术成为一种必然趋势。本课题的研究对象为以三星S5PV210处理器为控制核心,集成多种传感器的智能家居控制系统,主要工作是该智能家居控制系统的软件设计。该系统同时支持室内温度、烟雾以及红外门禁的监控,并且预留了相应的软件接口,以便于在拓展系统功能时调用。与此同时,该系统采用消息与日志机制,支持短信、Internet通信、串口通信以及Zigbee通信等功能。本课题在阐述系统硬件组成及其原理的基础之上,逐层剖析了嵌入式软件系统的基本设计流程;详细描述了该系统在每个软件设计阶段(bootloader、底层驱动、软件接口、根文件系统以及三类应用软件)运用的关键技术以及基本设计方法与步骤;为该系统搭建了合适的软件测试平台,分别对系统的交互界面、功能以及性能进行测试。在文章的最后,还分析了该系统的不足之处,规划了接下来应该开展的工作。总而言之,智能家居控制系统具有广阔的发展空间与巨大的市场潜力,它改变了人类的生活与工作方式。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-6 目录 6-9 第1章 引言 9-13 1.1 课题研究背景与意义 9-10 1.2 国内外智能家居的发展与现状 10-11 1.2.1 国外智能家居的发展与现状 10-11 1.2.2 国内智能家居的发展与现状 11 1.3 课题研究的主要内容及章节安排 11-13 第2章 智能家居控制系统的总体设计方案 13-20 2.1 系统的基本设计流程 13 2.2 需求分析与可行性分析 13-15 2.2.1 需求分析 13-14 2.2.2 可行性分析 14-15 2.3 总体设计方案 15 2.4 硬件选型 15-17 2.5 软件选型 17-19 2.6 本章小结 19-20 第3章 智能家居控制系统的硬件结构 20-33 3.1 系统的硬件结构 20-21 3.2 几种重要的硬件电路简介 21-32 3.2.1 微处理器S5PV210的内部结构 21 3.2.2 I~2C总线结构描述 21-25 3.2.3 温度传感器模块DS18B20 25-29 3.2.4 串口通信模块描述 29-32 3.3 本章小结 32-33 第4章 智能家居控制系统软件的总体结构 33-37 4.1 软件的功能描述 33-34 4.2 软件的开发环境 34 4.3 软件的整体架构 34-35 4.4 系统的基本工作流程 35-36 4.5 本章小结 36-37 第5章 智能家居控制系统软件的设计与实现 37-75 5.1 Bootloader的设计 37-40 5.2 驱动程序设计 40-59 5.2.1 字符设备驱动设计 41-57 5.2.1.1 字符设备驱动的基本开发流程 41-46 5.2.1.2 中断处理 46-50 5.2.1.3 定时器 50-52 5.2.1.4 等待队列 52-53 5.2.1.5 内存与I/O访问 53-55 5.2.1.6 Input子系统 55 5.2.1.7 平台总线架构模型 55-57 5.2.2 网络设备驱动设计 57-59 5.3 根文件系统的制作 59-63 5.4 嵌入式监控软件设计 63-65 5.5 设备操作与维护软件设计 65-73 5.6 智能服务器终端软件设计 73-74 5.7 本章小结 74-75 第6章 智能家居控制系统的调试与分析 75-81 6.1 搭建软件测试环境 75-76 6.2 使用NFS进行系统测试 76-80 6.2.1 界面交互测试 76-78 6.2.2 功能测试 78-80 6.2.3 性能测试 80 6.3 本章小结 80-81 第7章 论文工作总结与展望 81-83 7.1 工作总结 81 7.2 前景展望 81-83 参考文献 83-87 附录一 部分Bootloader程序 87-92 附录二 部分底层驱动程序 92-117 致谢 117-118 攻读学位期间的研究成果 118
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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