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基于Web的智能家居控制器的设计与实现

作　者: 刘承磊
导　师: 侯加林
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业推广
关键词: TCP/IP协议栈智能家居设计
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。智能家居作为综合国力和科技水平的具体体现,其特点和优势明显,具有广阔的市场前景。它不仅能为人们提供安全、舒适、节能、高效的工作和生活环境,还能运用现代高新技术,把有限的资金和有限的建筑空间进行综合开发利用,既节省建筑运行费用,又保护环境和有限的资源。智能家居的目标是使用多种方法和设备来提高人们的生活质量,使家庭生活变得更加舒适、安全和有效。随着信息技术的发展,互联网技术已经深入到人们生活中的方方面面。因此将家庭内部各种设备接入互联网,通过互联网对家庭内部各种设备进行操作成为可能。本课题旨在设计一种成本低廉、面向家庭的的远程智能家居控制器,主要用于控制电灯、电冰箱、空调等家用电器的运行状态。智能家居控制器采用ARM处理器S3C44B0作为核心处理单元,硬件平台由S3C44B0和以太网控制器CS8900等器件组成,软件主要以精简TCP/IP协议栈为核心,两者共同组建了嵌入式智能家居WEB服务器。精简TCP/IP协议栈包括了以太网控制器驱动程序、ARP协议模块、IP协议模块、ICMP协议模块、TCP协议模块和HTTP协议模块。在HTTP协议的基础上,建立了嵌入式WEB服务器TCP/IP Lean。用户可以使用任意的浏览器对家居中的设备和环境进行检测和控制。本文设计了基于ARM的嵌入式处理器,实现了简单的智能家居控制器,可以远程控制家中的电灯、电冰箱等家电,充分的发挥了32位处理器的优势,有效解决了PC作为控制中心的不足(比如体积大,功耗大,成本高等问题),本课题设计的系统完成了阶段性的设计目标,但由于时间原因,本课题还有很多需要完善的部分,例如,实现“三表”的远程数据传送。

全文目录

中文摘要  6-8
Abstract  8-10
1 引言  10-14
  1.1 本课题的研究意义  10-11
  1.2 智能家居的发展现状  11-13
  1.3 课题的主要研究内容  13-14
2 TCP/IP 协议栈的简单介绍  14-21
  2.1 TCP/IP 协议概述  14-17
  2.2 TCP/IP 体系结构  17-19
  2.3 以太网和地址  19-21
3 系统硬件设计  21-29
  3.1 ARM 处理器S3C44B0 开发板硬件结构  21-24
  3.2 存储器接口  24-26
    3.2.1 存储器接口特征  24
    3.2.2 Flash 接口  24-25
    3.2.3 SDRAM 接口  25-26
  3.3 网络模块接口  26-28
  3.4 输入输出接口  28-29
4 嵌入式Web 服务器系统软件实现  29-43
  4.1 链路层的实现  30-34
    4.1.1 CS8900 的初始化  31-32
    4.1.2 数据的接收  32-33
    4.1.3 数据的发送  33-34
  4.2 网络层的实现  34-37
    4.2.1 ARP 协议的实现  34-35
    4.2.2 IP 协议的实现  35-36
    4.2.3 ICMP 协议的实现  36-37
  4.3 传输层的实现  37-38
  4.4 应用层的实现  38-40
    4.4.1 HTTP 请求报文  38-39
    4.4.2 HTTP 响应报文  39
    4.4.3 HTTP 设计实现  39-40
  4.5 WebServer 工作原理  40
  4.6 网页的制作  40-41
  4.7 WebServer 的实现  41-43
5 软件系统调试  43-45
  5.1 软件开发环境  43
  5.2 仿真环境的建立  43-45
6 系统测试与结论  45-48
  6.1 测试环境和方法  45
  6.2 结论  45-48
    6.2.1 测试结果  45-47
    6.2.2 工作展望  47-48
参考文献  48-51
附录  51-74
  附录1：网卡驱动CS8900 驱动程序  51-55
  附录2：IP 协议移植程序  55-60
  附录3：TCP 协议移植程序  60-74
致谢  74

基于Web的智能家居控制器的设计与实现

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