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智能家居系统及其关键技术研究

作　者: 宋超
导　师: 关可
学　校: 长安大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 智能家居系统 嵌入式系统 S3C2410 Windows CE
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 451次
引　用: 2次
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内容摘要


随着科学技术的发展和人们物质生活水平的不断提高,人们对生活的安全、舒适、方便等方面的要求越来越高。技术的发展推动社会信息化的不断发展,特别是智能家居、信息家电等概念的出现,使家庭作为社会信息终端的作用日趋显著,人们对家居控制系统等智能家居产品也充满了期待。为此,本文主要研究了一种基于嵌入式系统的成本较低、操作简单灵活的智能家居系统的控制方案,主要包括了智能家居系统控制方案的整体设计,硬件平台的建立和各种功能模块的软件编程及实现。文中首先介绍了智能家居技术的国内外发展状况和发展趋势,分析了目前我国智能家居存在的问题,确定了总体架构设计。针对智能家居系统的特点和所要实现的基本功能,我利用32位嵌入式ARM9处理器S3C2410作为智能家居控制系统的控制核心,对控制器的核心电路进行了详细设计,包括对S3C2410主控制芯片电路、存储系统电路以及电源电路的设计。按照总体设计方案的要求,完成整个系统硬件平台的搭建。本文同时详细介绍了在PC机上安装Windows CE.net5.0,利用微软提供的Platform Builde:5.0具安装目标平台的BSP及定制Windows CE操作系统内核映像,然后下载内核映象文件到ARM9目标板,以Visual Studio 2006为软件开发平台的智能家居系统的设计与实现。通过详细的系统设计过程,开发了相应的软件程序,包括嵌入式操作系统Windows CE 5.0的定制、应用程序的界面设计、程序开发和单片机系统的底层编程,从而最终完成了基于S3C2410处理器的软硬件设计。系统测试结果表明,该系统设计基本满足要求,并有一定的功能扩展空间。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 智能家居系统简介  9
  1.2 概述  9-10
  1.3 智能家居的国内外发展现状  10-11
  1.4 智能家居系统的特点  11
  1.5 本章小结  11-12
第二章 嵌入式系统及家庭网关简介  12-16
  2.1 嵌入式系统概述  12
  2.2 嵌入式系统的特点  12-13
  2.3 家庭网关的简介及要求  13-14
  2.4 家庭网关设备的必要性  14-15
  2.5 本章小结  15-16
第三章 系统的总体设计  16-24
  3.1 硬件总体设计框图  16
  3.2 控制核心选择  16-17
  3.3 家电控制板  17-21
    3.3.1 串行端口电路  18-20
    3.3.2 家电控制电路  20
    3.3.3 传感器接口电路  20-21
  3.4 GPRS通信模块  21
  3.5 视频监控模块  21-22
  3.6 总体软件设计方案  22-23
  3.7 本章小结  23-24
第四章 智能家居系统的软件开发  24-75
  4.1 操作系统的定制  24-29
    4.1.1 BSP的安装  24-25
    4.1.2 添加平台特征和配置平台  25-27
    4.1.3 红外串口与蓝牙串口的打开  27-29
  4.2 应用软件设计  29-32
    4.2.1 应用程序编写环境  29
    4.2.2 智能家居人机接口设计  29-32
  4.3 串口通信功能设计  32-43
    4.3.1 串口通信协议  32-33
    4.3.2 软件的实现  33-43
  4.4 GPRS通信模块  43-59
    4.4.1 设计基本原理  44-47
    4.4.2 软件的实现  47-59
  4.5 图象采集模块  59-62
    4.5.1 摄像头驱动程序  60-61
    4.5.2 视频捕捉和视频信息传送  61-62
  4.6 以太网通信模块  62-65
    4.6.1 TCP/IP协议  62
    4.6.2 软件实现  62-65
  4.7 PC端视频监控模块  65-68
  4.8 家电控制及传感器模块  68-74
    4.8.1 单片机串口的配置  68-69
    4.8.2 串口通信的自定义约定  69-70
    4.8.3 单片机程序流程  70-73
    4.8.4 ARM端控制和报警流程  73-74
  4.9 本章小结  74-75
第五章 系统测试  75-79
  5.1 测试环境  75
  5.2 测试步骤  75-79
第六章 结论和展望  79-81
  6.1 结论  79
  6.2 存在的问题和不足  79
  6.3 展望  79-81
参考文献  81-84
致谢  84

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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 > 计算机控制、计算机控制系统
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