嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计

嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计

一、嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计(论文文献综述)

张泽新[1](2021)在《面向群智能建筑的网关开发与应用》文中研究指明由于传统建筑控制系统的结构缺陷使得系统难以灵活应对多样且动态变化的用户需求,直至“十三五”国家重点研发计划项目:新型建筑智能化系统平台技术被提出,我国实现全局优化的“智能建筑”仍然不足7%。群智能建筑控制系统利用生物集群个体之间既相互独立又能共同协作的特性,为传统建筑控制系统调整成本高、升级拓展困难的普遍问题提供一种全新的解决思路。本文首先对群智能建筑技术及相关背景做了简要介绍,分析其理论依据和系统架构,针对因通信协议不统一导致已经部署在建筑中的传统机电设备无法接入群智能控制系统计算网络平台的问题,提出使用嵌入式网关来让非面向群智能控制系统的设备获得连接计算网络平台的接口的解决方案;然后依据网关在群智能建筑控制系统架构中的位置,结合其职能分析网关的软硬件功能需求;再根据其硬件需求使用ARM内核的微控制器开发网关的硬件系统,设计通信电路使其具备和CPN及支持RS-485协议的设备通信的接口,并依据该硬件系统设计嵌入式程序及其配套的上位机软件,方便修改网关的运行参数来匹配各式现场设备、筛选有效的交互数据。在论文最后,通过搭建测试平台,使用网关将各种传感器及控制器直接接入计算网络,为空间单元环境参数调节提供数据支持,数据交互测试验证了网关的协议转换功能和上位机软件的配置功能,并结合模拟器测试网关作为群智能建筑系统云-端之间的桥梁功能;通过丢包率测试和时延测试评估网关的通信指标;将网关与通用的工业控制器相结合,开发出能满足大多数建筑中机电设备的控制点位数量需求的控制器,并对控制器进行一系列的应用和测试,验证了网关在群智能建筑控制系统中的应用价值;测试和应用的结果证明了以边缘网关为枢纽,连接传统末端设备和群智能云端来解决数据交互问题的可行性,为群智能控制系统在已完工建筑中的部署提供一种高效且低成本的通用解决方案。

肖顺华[2](2020)在《基于物联网的家居安防系统软件设计与实现》文中研究说明随着家庭电器种类与数量日益增多,家居家电中潜在的危险系数在不断增加,因此,确保家庭智能家居安全正变得越来越必要。防盗、漏气检查和防火是家庭家居安全系统的必备要求。其中,智能环境监控系统作为实现智能家居系统功能的重要组成部分和基本条件,是为用户提供安全、舒适、便捷生活的重要方式。然而,现有的环境监测系统受灵敏度低,稳定性差,容错等诸多限制。本文研究分析了基于物联网的家居安防系统背景和意义,结合国内外物联网关键技术的最新研究进展与成果,并在此基础上,提出了基于物联网的家居安防系统的设计方案。本文设计并实现了基于物联网的家居安防系统,对该系统整体架构中各个模块进行软硬件设计,并对系统进行了完整的仿真测试。本文提出通过将物联网技术引入家庭环境监测领域,能够通过个人移动终端或可穿戴设备对家庭环境的智能控制进行调整和升级,并通过实例说明这种应用的可能性和优点。每当有来自传感器的数据信号时,都会将危险信号发送到个人移动终端以采取必要的行动。对于发生火灾或煤气泄漏时的安全系统,系统会通过Wi-Fi与4G/5G网络将警报信息发送至业主的移动客户端上。综上所述,本文设计了一个系统框架,可通过Android手机能够获取到家用电器的工作状态。通过Android手机中的Wi-Fi应用程序远程监控家中电器的运行状态。本文开发物联网系统通过安装智能终端传感器单元并在房屋内安装家庭以完成系统搭建,并对系统功能进行测试验证。测试结果表明,本系统使得用户能够在能够连接4G/5G网络区域内的任何地方工作或外出旅行的时候,确保用户的房屋完全安全,能够更好地优化家居安防系统方案,满足了可靠性、实时性、安全性等系统需求。

张程[3](2020)在《智能家居控制系统的设计与实现》文中认为伴随着科技的快速发展,传统的家居行业面临着巨大的挑战。消费者对家居环境日益增长的需求使得传统的家居行业越发呈现出成本高、操作方式复杂、智能化程度低等特点,因此设计出一款基于Android平台的智能家居控制系统来适应这种需求已经迫在眉睫。通过该系统,消费者可以利用手机来对家居环境进行控制和监控,操作简单,适用性强,能够与大众的使用习惯相匹配,同时系统的可维护性更高。无线智能家居控制系统同时具有实时性以及可移动性的特点,本文的智能家居控制系统的设计具有较强的实用价值和研究价值。本文在对当前国内外智能家居的研究现状进行梳理的前提下,设计出了一款智能家居控制系统,本系统以智能手机为操作终端,实现对智能家居设备的实时监控与远程控制,可以对家居环境进行监测,也可以对电视、空调、窗帘以及其他家电进行控制和管理。本文的主要研究内容如下:(1)对智能家居控制系统进行了需求分析和总体设计,以及对设备终端、中央处理单元、用户交互端分别开展系统设计。(2)结合该系统的功能要求,设计出了基于ESP8266为核心的设备终端硬件板卡,包括红外收发、隔离式信号读取、继电器驱动等电路。并完成中央处理单元的硬件设计。(3)对该系统的软件进行了设计。包含设备终端嵌入式软件设计、中央处理单元Linux程序设计以及用户交互端Android程序设计。设备终端的设计主要是基于ESP8266的通信程序设计以及外围电路驱动设计;中央处理单元的设计包括视频监控程序设计及基于Qt的图形化软件开发;用户交互端的设计主要是Android应用程序开发。(4)对智能家居控制系统进行了测试。测试结果表明,该系统能够实现环境信息采集、视频监控、窗帘及电器控制等多项预期功能,性能指标满足设计要求,整体与预期的设计目标相符。

俞凌丽[4](2020)在《基于云平台的智能家居系统设计》文中进行了进一步梳理随着物联网技术的飞跃发展,智能家居行业逐渐得到应用和发展,智能家居系统的出现改变了人们的家庭生活方式,全球市场规模和需求增势强劲,中国逐渐成为全球智能家居市场增长重心,前景广阔。本文针对当前智能家居系统存在的耦合度高、扩展性差和安全性低等问题,采用云端融合开发模式,设计基于云平台的智能家居系统。分析低功耗、自组网、普及度高、安全性好、多端遥控等需求,将系统总体架构分感知控制层、网络层、平台层和应用层,分别设计Zig Bee终端、嵌入式智能网关、云平台端和应用端四大功能模块,将具有共性的接口和协议抽象出来并进行封装和统一管理,按照嵌入式系统设计的流程依次设计硬件、软件和云平台端:(1)系统硬件设计。根据系统整体架构和功能定义,硬件分成Zig Bee终端模块和STM32网关模块两大部分,自下而上对各个硬件模块进行具体选型与电路图设计。详细介绍主控模块、电源管理模块、下载调试模块、功能模块等各个子模块的型号、电路和接口。(2)系统软件设计。根据系统各个模块的功能要求,逐一对Zig Bee终端CC2530和智能网关STM32的程序进行详细设计。利用Zig Bee低功耗、自组网的特点,把散布的各个终端连接起来,组建家庭内部无线传感局域网,负责终端和网关的双向传输,一方面将数据进行收集上报给网关,另一方面下发控制指令给终端。利用Wi-Fi模块接入到家庭最广泛的以太网协议IEEE 802.11,负责网关和云平台的连接和数据传输。(3)云平台端设计。基于MQTT消息传输协议对IEEE 802.11和TCP/IP进行协议转换,建立物模型,使用阿里云Io T物联网平台进行设备导入,基于Io T Studio物联网应用开发平台,完成服务流、Web和App应用的搭建,实现应用端与设备端数据交互。为用户提供直观友好的人机交互界面,实时显示环境参数和设备的运行情况,远程控制家电设备。经测试,系统总体达到了预期设定的目标,不仅解决了耦合度高、扩展性差和安全性低的问题,增加了系统的可移植性和可扩展性,还改变了传统的开发模式,简化了开发的流程,降低了开发难度,提高了项目的开发效率。最后,对论文的研究成果进行了总结,对下一步的研究方向和内容进行了展望。

包淳溢[5](2020)在《基于WiFi和蓝牙5.0的智能家居控制系统研究与设计》文中指出随着物联网与互联网技术的发展,5G通信时代即将到来,智能家居正在国内日益兴起,人们的日常生活也随之变得更加便捷智能。然而目前国内市场上的主流销售产品仍是各自成体系的、缺乏统一标准的智能单品,而非完整的智能家居控制系统,在已有的家居控制系统中还存在着各种不足,比如通讯方式单一、数据安全性缺乏等,所以针对这些问题,研究开发一套结合多通讯方式的智能家居系统是非常有必要的。本文基于嵌入式硬件设计、Wi Fi通讯、蓝牙通讯、Android开发等技术设计了结合Wi Fi与蓝牙5.0的智能家居控制系统,完成了基于两种通讯方式的家居设备通讯协议的制定和Android客户端软件的开发,设计完成了一个智能窗帘机控制系统,对整体系统进行了性能测试。本文所做的主要工作与成果具体如下:(1)基于智能家居网关需求分析,完成了结合两种通讯方式的智能家居系统的总体框架设计。其主体架构由主控制器CPU,Wi Fi通信模块,蓝牙5.0通信模块,Android客户端软件四部分组成。该架构设计具有中心化与模块化的特点,帮助系统达到控制逻辑集中,数据流向界限清晰,硬件分布明确的目标。(2)采用模块化设计的理念,完成了智能家居控制系统的硬件设计和软件设计。在主控芯片STM32编程方面的工作是开发了系统的主要控制逻辑程序,包含与两个通讯模块之间的数据收发与数据协议解析,传感器的控制等。Wi Fi通信模块软件采用串口RS232透传方案,实现数据透传和控制协议解析功能。蓝牙5.0通信模块采用TI-RTOS协议栈编程方式,编写蓝牙广播嵌入式软件并烧写至蓝牙芯片,实现与智能手机的蓝牙数据收发,与主控芯片的IO口通信协议编解码。智能手机客户端软件基于Android操作系统开发,其主要功能是显示设备状态与发送协议指令控制家居设备。(3)完成了系统的各项实验测试。针对已有需求设计了智能窗帘机系统,根据指定的控制逻辑进行了手机控制功能测试实验。完成了智能家居控制系统的其他模块系统性能测试,以验证方案的可行性。通过实验测试结果说明,本智能家居控制系统可以实现两种不同通信方式从客户端对设备的有效控制,设备的状态也可以通过两种不同的通讯方式在客户端界面显示,同时传感器或设备可以执行指定通讯协议命令。本系统具有一定功能性、操作便捷、传输路径安全等优势,相较于已有方案具有更高的控制成功率,具有一定的实用价值和发展前景。

张继柱[6](2020)在《面向智慧家庭的环境舒适度调节软件的研究与设计》文中研究说明随着智能家居产品的不断普及和人们对于美好生活渴望的不断增强,家庭环境舒适度得到了人们越来越多的关注。本文引入了ISO7730标准中的PMV指标对家庭环境舒适度进行研究。该指标涉及了室内空气温度、室内风速、平均辐射温度、相对湿度、服装热阻率、人体活动量和人体所做机械功7个方面。传统的温度控制系统并不能科学地完成对环境舒适度的调节。本文收集并分析了用户的环境历史数据,完成家庭环境舒适度调节软件的开发,可以满足用户对于舒适度调节方面的个性化需求。1.研究家庭环境下舒适度调节的现状。本文研究家庭环境舒适度和神经网络的发展状况,并阐述在智能家居中进行舒适度自主调节的重要意义。2.设计舒适度调节软件的整体方案。本文对舒适度调节软件进行系统体系架构、需求和性能进行分析,给出舒适度调节软件的设计方案。同时对软件使用到的关键技术进行分析和研究。3.开发支持软件运行的主要设备。主要设备有底层节点和家庭网关。底层节点可以分为控制类节点和传感类节点,采用CC2530作为主控芯片,使用Zig Bee实现无线组网。节点开发包括电源电路、复位电路、串口电路和CC2530主芯片电路。家庭网关包含RT5350主芯片电路、协调器电路、内存电路和电源电路等。4.开发家庭环境舒适度调节软件。舒适度调节软件使用了Django框架的MVT模型来开发软件的各个功能模块。软件的功能包括家庭数据信息管理模块、用户管理模块、室内舒适度调节模块、设备信息管理模块和家居电器控制模块。舒适度调节模块使用BP神经网络求解PMV指标,通过改变室内的温度和湿度对环境舒适度进行调节,解决了在传统PMV求解中需要不断迭代、时效性差的问题。5.搭建环境舒适度调节软件的测试环境。按照软件质量测试标准GB/T25000.51-2016和GB/T25000.51-2016的要求,本文对舒适度调节软件进行了软件功能、软件性能和软件兼容性的测试。测试结果显示软件满足用户对于家庭环境舒适度调节的需求。软件的功能、软件性能和软件的兼容性符合相关测试要求。

薛川[7](2020)在《基于ARM的智能家居系统设计与实现》文中提出近年来,物联网技术、嵌入式技术及人工智能技术的迅猛发展,从根本上改变传统智能家居架构。基于传统智能家居架构引入其他最新的技术成为推动智能家居系统改进与发展的动力。本文通过结合Zig Bee技术与ARM技术设计智能家居系统框架,运用Zig Bee网络通信能力与Exynos4412处理能力设计与开发智能家居系统,通过该系统连接家居生活中各种类型的电器设备,向用户提供一套完整的家居系统。本文对智能家居系统进行研究。首先,对智能家居系统的需求进行分析。智能家居系统的需求分为硬件需求、网络需求以及软件需求。其中硬件需求包括智能家居系统能够控制家庭中的各类设备,比如灯具、窗帘、空调、电视等设备,同时能够监控各设备的运行状态;网络需求为在各设备之间进行组网;软件需求包括通过手机APP控制以及查询相关设备的信息。其次,本文基于需求分析对系统以及硬件、网络和软件部分进行设计。本文使用Exynos4412芯片作为控制器,利用Zig Bee进行组网,然后各个设备终端通过红外传感器接入网络。APP基于安卓系统设计,并通过Resultful接口与服务器进行通信。第三,本文详细介绍了系统硬件开发、网络开发以及软件开发的详细实现过程。最后,本文对对智能家居系统的网络联机、通信、网关以及软件进行了测试,本系统通过所有测试。本文通过对智能家居的需求分析到各种系统软件、硬件的开发,再到的系统测试,最后总结经验与不足。通过这一系列的智能家居的研究,对于完善我国目前的智能家居系统具有一定的参考价值。随着国民经济的发展,人民生活水平的提高,科学技术的进步,智能家居的出现,使得住户对于家居的控制更加高效、快捷,更能为国民日常家居生活节约不必要的能源消耗,也极大的丰富了国民物质生活水平。

李炜[8](2020)在《基于无线网络的智能家居控制系统设计与实现》文中研究指明智能家居控制系统融合了现代电子技术和软件技术的发展,在提高了居住品质的同时,改进了对于家庭的管理水平。通过对家居控制系统的发展将极大地促进中国家庭信息化的实现。智能家居系统能够将家庭的居住环境安全以及便捷性提高到新的层次,智能家居将越来越多的呈现在普通家庭生活中,成为社会的普遍需求,目前应当加快智能家居行业标准的建立,加强光纤入户政策的推进,按照分步走的方法实现智能家居的普及和应用。根据现有国情,将该系统运用在已经安装的传统家用电器设备中,将这些设备通过该系统的接入实现智能化水平的提升。本文的研究指出目前智能家居系统的现状与存在的问题,通过对国内外的现状分析研究指出本文重点探讨和实现的内容。探讨包括了ZigBee技术、ARM核心处理器电路、传感器驱动技术、GPRS技术等,针对家居控制系统的实际需求,确定了整个系统的功能性指标,对系统分为三个层次进行开发。通过采用ZigBee方式实现家居控制系统无线监控网络的构建,在此基础上设计以ARM为核心处理器的智能家居控制平台网关的设计,实现了无线传感器网络和GPRS构成的网络在智能家居系统中的应用,并且深入研究了智能家居网关与家庭内部网络之间的通信方式,通过对本系统的软硬件进行联合测试,系统能够达到智能家居室内环境、安防、视频监控的功能实现。因此,系统的研究与应用具有十分重要的应用价值。本文设计出基于无线网络的智能家居控制系统,包括硬件结构,微控制器和嵌入式系统的工作原理和应用,相关的开发软件,传感器技术及其应用,无线网络传输技术和射频芯片应用,信息处理技术等,设计一个以物联网以及ARM处理器作为网关的智能家居控制平台,在保障提高居住舒适度的同时,能够增强家庭安防保护,提供了舒适性、安全性与便捷性为一体的智能家居环境。

张志伟[9](2019)在《基于IPv6和LwM2M的智能家居设备管理系统设计》文中研究说明智能家居是物联网技术的重要应用方向。随着物联网技术的飞速发展,越来越多智能家居设备通过物联网进行连接。智能家居设备的数量大幅度增长,设备底层的复杂度和多样化逐步提升。智能家居物联网设备IP化的需求和轻量级平台化管理的需求日益增加。论文根据智能家居设备管理的需求,提出了一种基于嵌入式实时操作系统ARM Mbed OS的新型物联网平台HEC-IoT(Hybrid Edge Computing IoT)。HEC-IoT平台架构分为设备层、网络接入层、平台层和应用层。设备管理系统是HEC-IoT平台层的关键组成部分,论文在轻量级设备管理协议LwM2M的基础上,设计并实现了一种基于IPv6异构网络环境的智能家居设备管理系统。该系统基于对象-资源模型对物联网设备进行抽象,提供统一的设备管理接口,实现智能家居设备管理和控制的模块化和标准化。在线固件升级是设备管理系统的重要功能,论文基于CoAP块传输技术设计了一种远程、实时和安全的在线固件升级解决方案。在此基础上,论文设计了HEC-IoT设备层硬件平台,并在网络接入层实现了一种包含Wi-Fi、以太网和Thread网络互联的全IPv6异构网络,实现了多源异构节点的接入和通信。论文在上述硬件平台上进行了IPv6组网、设备管理功能测试以及固件升级功能测试,验证了基于IPv6和LwM2M的智能家居设备管理系统的可用性。实验结果表明,论文提出的智能家居设备管理系统在IPv6网络层实现了多源异构设备的统一接入,有效屏蔽了设备层硬件和网络接口的差异,提高了系统的可扩展性。

石跃鹏[10](2019)在《面向智能家居的ZigBee-WiFi网关研制与应用》文中研究表明随着科技的进步,智能家居逐渐成为人们研究的热点。家庭网关作为智能家居系统的核心,主要负责智能家居系统网络的搭建与维护、数据的传输与处理、电器设备的集中管控等。本文从智能家居、短距离无线通信等技术的发展特点出发,针对当前家庭网关的缺陷以及家庭内部网络的特点,研发了一款ZigBee与WiFi短距离无线通信技术融合且通用性强的智能家居网关,本文主要内容如下:首先,对嵌入式Linux、ZigBee组网、WiFi组网技术进行介绍,在需求分析的基础上确定基于ARM-Linux开发平台将ZigBee与WiFi组网技术结合的网关总体方案。进一步,对智能家居网关硬件部分进行整体设计,确定ARM9主控制器S3C2440A与ZigBee协调器CC2530组合的网关硬件主体结构,对智能家居系统下的温湿度、气体、新风机、照明、窗帘等无线终端节点进行硬件设计。同时,对网关整体软件进行设计,包括创建交叉编译链、Linux系统内核剪裁与移植、建立SQLite3数据库、搭建Qt交叉开发环境等,基于ARM-Linux平台进行多进程程序框架、共享内存与SQLite3数据库组合存储的软件设计,以及对ZigBee协调器与WiFi模块的软件设计、TCP服务器与客户端的应用层通信协议设计,并结合总体需求自主开发匹配的ARM-Linux端上位管理软件与PC-Windows端上位管理软件。另外,从机器学习与智能家居相结合的研究出发,基于本文搭建的实验平台提出基于随机森林与XGBoost机器学习算法的融合模型,通过公共数据集对融合模型进行家庭电器用电事件识别、家庭电器负荷状态预测,并且设计线下预测与线上管理结合的系统节能策略,在PC-Windows端上位软件中设计节能实验界面并在网关整体测试环节对节能策略进行仿真实验。最后,基于ZigBee-WiFi网关搭建整体测试环境,对ZigBee-WiFi网关进行数据采集、设备控制、节能仿真演示等功能测试,并分别对ZigBee、WiFi进行网络性能测试。测试结果表明,该网关稳定可靠,满足本文网关设计的综合需求。

二、嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计(论文提纲范文)

(1)面向群智能建筑的网关开发与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景及意义
    1.3 群智能建筑控制系统简介
        1.3.1 CPN性能参数
        1.3.2 信息集模型
    1.4 国内外研究现状及发展趋势
    1.5 主要研究内容及结构安排
2 网关需求分析及方案设计
    2.1 引言
    2.2 群智能网关的需求分析
        2.2.1 硬件需求分析
        2.2.2 软件需求分析
    2.3 方案设计
    2.4 本章小结
3 群智能网关硬件系统开发
    3.1 引言
    3.2 系统硬件架构
    3.3 嵌入式微控制器
        3.3.1 微控制器选型
        3.3.2 微控制器电路设计
    3.4 通信电路设计
        3.4.1 WiFi通信电路设计
        3.4.2 以太网通信电路设计
        3.4.3 RS-485通信电路设计
    3.5 电源电路设计
    3.6 PCB板设计
    3.7 本章小结
4 网关软件设计
    4.1 引言
    4.2 通信协议及报文结构
        4.2.1 CPN与网关间的通信协议
        4.2.2 采集模块的Modbus-RTU协议
        4.2.3 上位机软件与网关之间的通信协议
    4.3 嵌入式程序开发
        4.3.1 网关与CPN之间的通信程序
        4.3.2 网关与配置软件之间的通信程序
        4.3.3 数据采集程序
    4.4 上位机配置软件开发
        4.4.1 .NET开发平台
        4.4.2 上位机软件的功能架构
        4.4.3 上位机软件的功能实现
    4.5 本章小结
5 网关功能测试及应用
    5.1 引言
    5.2 网关功能性测试
        5.2.1 配置软件功能测试
        5.2.2 网关协议转换功能测试
        5.2.3 网关主动数据采集测试
        5.2.4 网关的被动采集功能测试
    5.3 网关与CPN通信性能测试
    5.4 网关在群智能项目中的应用
        5.4.1 网关在传统控制器中的应用
        5.4.2 群智能通用控制器功能性测试
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(2)基于物联网的家居安防系统软件设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 物联网技术国内外研究现状
        1.2.2 智能家居国内外研究现状
    1.3 目前存在问题
    1.4 论文大纲
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 结构安排
第二章 系统开发相关理论与技术
    2.1 引言
    2.2 物联网技术
        2.2.1 物联网简介
        2.2.2 物联网体系架构
    2.3 支撑物联网体系的关键技术
        2.3.1 智能家居系统内联网技术
        2.3.2 短距离无线通信技术
        2.3.3 物联网设备的连接技术
    2.4 智能家居技术与安防
    2.5 本章小结
第三章 智能家居安防系统的需求分析
    3.1 引言
    3.2 系统整体需求分析
    3.3 系统功能性需求分析
        3.3.1 系统硬件需求分析
        3.3.2 系统软件需求分析
    3.4 系统非功能性需求分析
    3.5 系统数据库需求分析
        3.5.1 手机端数据库需求
        3.5.2 电脑端数据库需求
    3.6 本章小结
第四章 智能家居安防系统的设计
    4.1 引言
    4.2 智能家居安防系统的设计
        4.2.1 系统的整体设计
        4.2.2 智能家居安防系统的详细功能设计
    4.3 智能家居安防系统的软硬件设计
        4.3.1 系统硬件设计
        4.3.2 系统软件设计
    4.4 系统数据库设计
        4.4.1 数据库E-R图
        4.4.2 数据表结构设计
    4.5 本章小结
第五章 智能家居安防系统的实现与测试
    5.1 引言
    5.2 智能家居安防系统硬件的实现
        5.2.1 终端感知模块的实现
        5.2.2 系统监控网关模块的实现
    5.3 智能家居安防系统手机端的实现
        5.3.1 软件登录功能
        5.3.2 智能家居系统设备管理功能
        5.3.3 智能家居系统监控功能
    5.4 智能家居安防系统电脑端实现
    5.5 软件测试
        5.5.1 测试环境
        5.5.2 软件功能测试
        5.5.3 软件性能测试
    5.6 本章小结
第六章 工作总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献

(3)智能家居控制系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文章节安排
第二章 系统需求分析与整体方案设计
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 系统功能指标
        2.1.2 系统性能指标
    2.2 相关技术分析
        2.2.1 嵌入式技术
        2.2.2 运动目标检测技术
        2.2.3 短距无线通信技术
    2.3 系统总体框架设计
    2.4 本章小结
第三章 硬件详细设计与实现
    3.1 设备终端硬件结构
    3.2 ESP8266及外围电路设计
        3.2.1 ESP8266芯片
        3.2.2 ESP8266外设电路设计
    3.3 红外收发单元设计
        3.3.1 红外通信基础
        3.3.2 红外驱动及接收电路设计
    3.4 温湿度信息监测设计
    3.5 报警器监测电路设计
    3.6 继电器驱动方案设计
    3.7 中央处理单元硬件结构
    3.8 视频监控方案
    3.9 本章小结
第四章 软件详细设计与实现
    4.1 设备终端嵌入式软件设计
        4.1.1 Non-OS SDK
        4.1.2 ESP8266 SDK环境搭建
        4.1.3 WiFi数据传输软件设计
        4.1.4 温湿度信息读取软件设计
        4.1.5 红外通信软件设计
        4.1.6 IAP软件设计
    4.2 中央处理单元软件设计
        4.2.1 Raspbian系统安装
        4.2.2 开发环境部署
        4.2.3 中央处理单元的通信软件设计
        4.2.4 运动目标检测
        4.2.5 Raspberry Pi端交互界面设计
    4.3 用户交互端软件设计
        4.3.1 人机交互界面设计
        4.3.2 TCP/IP通信设计
        4.3.3 软件流程设计
    4.4 本章小结
第五章 智能家居控制系统测试
    5.1 测试方案
    5.2 系统功能测试
        5.2.1 用户登录功能测试
        5.2.2 环境信息采集功能测试
        5.2.3 空调/电视遥控功能测试
        5.2.4 窗帘控制功能测试
        5.2.5 视频监控功能测试
    5.3 系统性能测试
        5.3.1 温湿度精度测试
        5.3.2 无线通信距离测试
        5.3.3 系统响应时间测试
        5.3.4 系统稳定性测试
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献

(4)基于云平台的智能家居系统设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容和组织结构
第二章 系统总体设计
    2.1 系统需求分析
    2.2 系统总体架构设计
    2.3 系统设计关键技术
        2.3.1 ZigBee无线传感网组网
        2.3.2 Wi-Fi技术
        2.3.3 阿里云IoT物联网平台
        2.3.4 MQTT发布/订阅模式
    2.4 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 ZigBee终端硬件设计
        3.1.1 ZigBee主控模块
        3.1.2 终端电源管理模块
        3.1.3 终端下载调试模块
        3.1.4 数据采集模块
        3.1.5 家电控制模块
    3.2 网关硬件设计
        3.2.1 网关主控模块
        3.2.2 网关电源管理模块
        3.2.3 JTAG下载调试接口
        3.2.4 ZigBee协调器模块
        3.2.5 Wi-Fi通信模块
    3.3 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 ZigBee软件设计
        4.1.1 ZigBee开发环境和编译器
        4.1.2 Z-Stack协议栈
        4.1.3 ZigBee终端程序设计
        4.1.4 数据采集和家电控制
        4.1.5 修改发射功率
        4.1.6 低功耗分析
    4.2 网关软件设计
        4.2.1 STM32开发环境和编译器
        4.2.2 STM32网关主程序设计
        4.2.3 ZigBee协调器初始化
        4.2.4 Wi-Fi初始化
        4.2.5 中断服务程序
        4.2.6 数据收集和指令下发
        4.2.7 逻辑处理
    4.3 本章小结
第五章 云平台端设计
    5.1 设备管理
        5.1.1 创建产品生成物模型
        5.1.2 添加设备生成三元组
    5.2 MQTT协议与消息发布/订阅
        5.2.1 MQTT初始化
        5.2.2 消息发布与消息订阅
    5.3 应用开发
        5.3.1 IoTStudio可视化开发工具
        5.3.2 服务流创建
        5.3.3 Web可视化开发
        5.3.4 App可视化开发
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
学位论文数据集

(5)基于WiFi和蓝牙5.0的智能家居控制系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 智能家居国内外研究现状
        1.2.1 国外智能家居发展状况
        1.2.2 国内智能家居发展状况
        1.2.3 智能家居控制系统技术方案研究
    1.3 本文主要研究内容及创新点
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 应用创新点
    1.4 本文结构与章节安排
第二章 智能家居关键技术分析
    2.1 物联网架构与体系
    2.2 IEEE802.11协议
        2.2.1 WiFi连接交互过程
        2.2.2 802.11系列协议标准
        2.2.3 WiFi体系架构
    2.3 嵌入式系统在智能家居领域的应用
        2.3.1 嵌入式系统特点
        2.3.2 微处理器芯片选型
        2.3.3 单片机结合传感器
    2.4 BLE5.0通信技术
        2.4.1 蓝牙技术特点
        2.4.2 5.0新核心协议栈特性
        2.4.3 蓝牙5.0设备应用
    2.5 其他无线通信技术介绍与对比
    2.6 通讯协议数据校验
        2.6.1 CRC循环冗余码校验
        2.6.2 CRC生成多项式计算方式
        2.6.3 其他数据校验方式
    2.7 本章小结
第三章 智能家居控制系统硬件设计
    3.1 智能家居网关设计
        3.1.1 智能家居网关设计需求与目标
        3.1.2 智能家居网关整体架构设计
        3.1.3 结合WiFi与蓝牙5.0的必要性分析
        3.1.4 主控制器芯片选型
    3.2 WiFi通讯子模块设计
        3.2.1 ESP-8266EX
        3.2.2 ESP-8266EX模块电路设计
    3.3 蓝牙5.0通讯子模块设计
        3.3.1 TI-CC2640R2F模块与电路设计
        3.3.2 Sensor Controller扩展
    3.4 传感器模块
        3.4.1 光照采集模块
        3.4.2 温度采集模块
        3.4.3 温湿度采集模块
        3.4.4 人体红外感应模块
    3.5 电源管理模块
    3.6 本章小结
第四章 智能家居控制系统软件设计
    4.1 网关主控制器软件设计
        4.1.1 开发环境简介
        4.1.2 控制方式与逻辑设计
        4.1.3 主控制器与数据模块的通讯协议
        4.1.4 拓展使用GPIO端口
    4.2 WiFi通讯子模块软件设计
        4.2.1 WiFi网关设计
        4.2.2 串口透传模式设计
        4.2.3 数据转化
    4.3 蓝牙5.0通讯子模块软件设计
        4.3.1 蓝牙5.0网关设计
        4.3.2 IO码流串行协议
        4.3.3 蓝牙5.0数据转化
    4.4 数据通讯协议定义与动态安全加密
    4.5 WiFi与蓝牙5.0通讯协议的兼容性与差别
    4.6 Android客户端软件设计
    4.7 本章小结
第五章 智能窗帘机控制系统实践
    5.1 智能窗帘控制系统
        5.1.1 智能窗帘控制系统需求分析
        5.1.2 窗帘硬件选择与电路设计
        5.1.3 智能窗帘控制数据通讯协议
        5.1.4 智能窗帘控制的特殊性
    5.2 控制窗帘系统Android客户端
    5.3 系统测试
        5.3.1 系统功能测试
        5.3.2 系统性能测试
        5.3.3 系统对比测试
    5.4 系统安全性
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 发明专利
学位论文数据集

(6)面向智慧家庭的环境舒适度调节软件的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 家庭环境舒适度研究现状
        1.2.2 神经网络技术研究现状
    1.3 课题主要研究内容
    1.4 论文的组织结构
第2章 系统方案设计及关键技术研究
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 系统体系架构及功能需求分析
        2.1.2 系性能需求分析
    2.2 系统总体方案设计
        2.2.1 系统总体架构设计
        2.2.2 系统的功能设计
    2.3 系统的关键技术
        2.3.1 OpenWRT技术
        2.3.2 Web应用的MVT技术
        2.3.3 神经网络技术
    2.4 本章小结
第3章 主要设备的设计与实现
    3.1 底层节点的开发与设计
        3.1.1 底层节点硬件开发
        3.1.2 底层节点软件开发
    3.2 网关的设计与开发
        3.2.1 网关的硬件开发
        3.2.2 网关的软件开发
    3.3 本章小结
第4章 环境舒适度调节软件的设计与实现
    4.1 舒适度调节软件的整体设计
    4.2 数据库的设计与实现
        4.2.1 数据库逻辑模型的设计
        4.2.2 数据库物理模型的设计与实现
    4.3 环境舒适度指标PMV求解
        4.3.1 环境舒适度指标PMV的计算
        4.3.2 迭代法求解PMV指标
        4.3.3 神经网络求解PMV指标
    4.4 软件功能模块的设计与实现
        4.4.1 用户登陆及注册功能
        4.4.2 用户管理功能
        4.4.3 设备管理功能
        4.4.4 舒适度调节功能
        4.4.5 家电控制功能
        4.4.6 数据管理功能
    4.5 本章小结
第5章 测试与验证
    5.1 测试目标
    5.2 测试方法
        5.2.1 测试方法
        5.2.2 测试环境
    5.3 功能测试
        5.3.1 软件注册和登录功能测试
        5.3.2 用户管理功能测试
        5.3.3 设备管理功能测试
        5.3.4 家电控制功能测试
        5.3.5 舒适度调节功能测试
        5.3.6 数据管理功能测试
    5.4 非功能测试
        5.4.1 舒适度调节软件的性能测试
        5.4.2 舒适度调节软件的兼容性测试
    5.5 测试结果分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果

(7)基于ARM的智能家居系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容及结构
第二章 智能家居系统技术概况
    2.1 嵌入式技术
        2.1.1 嵌入式系统的主要特征
        2.1.2 嵌入式系统主要发展历程
        2.1.3 嵌入式系统主要应用领域
    2.2 ZigBee网络
        2.2.1 ZigBee概况
        2.2.2 ZigBee技术的主要特点
        2.2.3 ZigBee协议分层模型
    2.3 ARM技术
        2.3.1 ARM技术特点
        2.3.2 ARM技术优势
        2.3.3 ARM体系结构特征
    2.4 智能家居技术
        2.4.1 智能家居技术方案发展
        2.4.2 智能家居系统分类
        2.4.3 智能家居控制系统
第三章 智能家居系统需求分析
    3.1 需求概述
    3.2 功能需求分析
    3.3 非功能需求分析
    3.4 可行性分析
        3.4.1 技术可行性
        3.4.2 经济可行性
    3.5 本章小结
第四章 智能家居系统设计
    4.1 智能家居系统总体架构设计
    4.2 智能家居ZigBee硬件设计
        4.2.1 ZigBee控制器选型
        4.2.2 ZigBee网关硬件环境分析
        4.2.3 ZigBee硬件
    4.3 智能家居系统通信模块设计
        4.3.1 通信方案选择
        4.3.2 ZigBee组网设计
        4.3.3 ZigBee协议栈
    4.4 系统软件设计
        4.4.1 软件方案选型
        4.4.2 软件设计
        4.4.3 数据库逻辑设计
    4.5 本章小结
第五章 智能家居系统的实现
    5.1 智能家居系统硬件实现
        5.1.1 控制器开发环境搭建
    5.2 智能家居系统通信实现
        5.2.1 网关软件实现
        5.2.2 ZigBee网关实现
        5.2.3 ZigBee路由器与终端节点通信软件实现
    5.3 软件系统实现
        5.3.1 APP软件实现
        5.3.2 服务器端软件系统实现
    5.4 本章小结
第六章 系统测试
    6.1 网络连接测试
    6.2 ZigBee网络性能测试
        6.2.1 节点通信距离测试
        6.2.2 节点入网时间测试
    6.3 网关模块测试
    6.4 软件测试
        6.4.1 APP功能测试
        6.4.2 Restful接口测试
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 论文的不足
    7.3 未来展望
致谢
参考文献

(8)基于无线网络的智能家居控制系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外智能家居控制系统现状
    1.3 本文的研究目标和研究内容
第二章 智能家居控制系统无线网络技术基础
    2.1 IEEE802.15.4 协议的选择
    2.2 IEEE802.15.4 协议架构、技术特征
    2.3 IEEE802.15.4 协议网络组成、拓扑结构
    2.4 ZIGBEE网络层
    2.5 ZIGBEE应用层
    2.6 本章小结
第三章 智能家居控制系统总体框架
    3.1 智能家居控制系统需求分析
    3.2 智能家居控制系统整体结构
    3.3 智能家居控制系统选型方案
        3.3.1 无线传感器网络组建的芯片选择
        3.3.2 中央控制器芯片的选择
        3.3.3 远程通信模块的选择
        3.3.4 近程传输网络的选择
    3.4 智能家居控制系统配套软件总体方案
    3.5 本章小结
第四章 智能家居控制系统详细设计与实现
    4.1 家庭控制子网的设计与实现
        4.1.1 家居设备终端节点
        4.1.2 家居设备主节点协调器
        4.1.3 子网通讯协议
        4.1.4 无线传感器网络
    4.2 家庭网关的设计与实现
        4.2.1 家庭网关的设计要点
        4.2.2 家庭网关的实现
    4.3 基于GPRS模组的硬件电路设计与实现
    4.4 基于传感器模块的硬件电路设计与实现
        4.4.1 室内环境子系统
        4.4.2 安防子系统
    4.5 摄像模块的硬件电路设计与实现
    4.6 本章小结
第五章 智能家居控制系统配套软件设计与实现
    5.1 软件系统开发环境及搭建流程
        5.1.1 Linux开发环境的建立
        5.1.2 Linux应用系统搭建流程
    5.2 远程PC子系统软件设计与实现
        5.2.1 boa服务器概述
        5.2.2 boa服务器的搭建
        5.2.3 CGI的软件设计与实现
    5.3 远程手机子系统软件设计与实现
    5.4 环境及安防报警子系统软件设计与实现
        5.4.1 摄像头子系统软件设计与实现
        5.4.2 传感器的软件设计
        5.4.3 传感器的软件实现平台
        5.4.4 传感器的软件设计与实现关键点
    5.5 本章小结
第六章 智能家居控制系统测试
    6.1 功能测试
    6.2 性能测试
        6.2.1 中央控制器安防系统功能测试
        6.2.2 手机短信报警功能测试
        6.2.3 无线传感器网络系统测试
    6.3 系统总体性能测试评价
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
致谢
参考文献

(9)基于IPv6和LwM2M的智能家居设备管理系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 本文组织结构
2 系统需求及关键技术分析
    2.1 家庭设备管理系统需求分析
    2.2 关键技术分析
    2.3 新型物联网平台
    2.4 本章小结
3 设备管理系统设计与实现
    3.1 设备管理系统总体设计
    3.2 智能家居设备模型设计
    3.3 设备管理功能设计与实现
    3.4 本章小结
4 设备节点接入设计与实现
    4.1 设备节点接入总体设计
    4.2 设备节点设计与实现
    4.3 设备节点网络接入实现
    4.4 本章小结
5 系统测试与实验结果分析
    5.1 实验平台介绍
    5.2 多源异构设备IPv6 组网试验
    5.3设备管理功能实验
    5.4 固件升级功能测试
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读学位期间发表的学术论文

(10)面向智能家居的ZigBee-WiFi网关研制与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 智能家居的发展现状
    1.3 短距离无线通信技术的发展现状
    1.4 机器学习在智能家居领域的发展现状
    1.5 论文研究内容和结构
第二章 网关总体方案设计
    2.1 网关的需求分析
    2.2 网关通信方式论证
    2.3 网关整体框架设计
    2.4 网关涉及的关键技术
        2.4.1 Linux操作系统
        2.4.2 ZigBee协议组网
        2.4.3 WiFi协议组网
    2.5 本章小结
第三章 基于融合模型的智能家居系统节能策略
    3.1 机器学习相关算法
        3.1.1 随机森林算法介绍
        3.1.2 XGBoost算法介绍
    3.2 建立家用电器融合模型
        3.2.1 数据来源与预处理
        3.2.2 模型创建与参数调优
        3.2.3 模型的融合方法
    3.3 基于融合模型的家用电器用户行为分析
        3.3.1 数据来源与预处理
        3.3.2 家用电器事件识别效果测试
    3.4 基于融合模型的家用电器负荷状态预测
        3.4.1 数据来源与预处理
        3.4.2 家用电器负荷状态预测测试
    3.5 智能家居系统节能策略设计
    3.6 本章小结
第四章 网关整体硬件设计
    4.1 网关硬件总体架构
    4.2 智能家居网关控制器选型
        4.2.1 主控制器S3C2440A
        4.2.2 控制器CC2530F265
    4.3 终端节点功能模块电路设计
        4.3.1 环境采集终端节点电路设计
        4.3.2 电动窗帘终端节点电路设计
        4.3.3 灯光调节终端节点电路设计
        4.3.4 新风机控制终端节点电路设计
    4.4 本章小结
第五章 网关整体软件设计
    5.1 系统软件总体架构
    5.2 搭建嵌入式Linux开发平台
        5.2.1 安装交叉编译器
        5.2.2 Linux内核的剪裁与移植
        5.2.3 SQLite3 数据库编译与移植
        5.2.4 Linux下 Qt安装与交叉环境配置
    5.3 智能家居网关软件设计
        5.3.1 ARM-Linux控制器软件设计
        5.3.2 ZigBee协调器软件功能设计
        5.3.3 WiFi模块软件功能实现
    5.4 应用层网络协议设计
        5.4.1 请求节点信息
        5.4.2 发送节点命令
    5.5 智能家居系统管理软件设计
        5.5.1 管理软件设计方案
        5.5.2 ARM-Linux端管理软件设计
        5.5.3 PC-Windows端管理软件设计
    5.6 本章小结
第六章 网关整体功能测试
    6.1 搭建整体测试平台
    6.2 ARM-Linux端管理软件功能测试
        6.2.1 用户登陆实现
        6.2.2 数据采集实现
        6.2.3 设备控制实现
    6.3 PC-Windows端管理软件功能测试
        6.3.1 数据上传实现
        6.3.2 设备控制实现
        6.3.3 历史数据查询
        6.3.4 节能策略实现
    6.4 ZigBee-WiFi网关网络性能测试
        6.4.1 网络接口通信测试
        6.4.2 ZigBee子网传输性能测试
        6.4.3 WiFi子网稳定性测试
    6.5 本章小结
总结和展望
参考文献
攻读学位期间的科研成果
致谢

四、嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计(论文参考文献)

  • [1]面向群智能建筑的网关开发与应用[D]. 张泽新. 大连理工大学, 2021(01)
  • [2]基于物联网的家居安防系统软件设计与实现[D]. 肖顺华. 电子科技大学, 2020(03)
  • [3]智能家居控制系统的设计与实现[D]. 张程. 电子科技大学, 2020(03)
  • [4]基于云平台的智能家居系统设计[D]. 俞凌丽. 浙江工业大学, 2020(03)
  • [5]基于WiFi和蓝牙5.0的智能家居控制系统研究与设计[D]. 包淳溢. 浙江工业大学, 2020(02)
  • [6]面向智慧家庭的环境舒适度调节软件的研究与设计[D]. 张继柱. 重庆邮电大学, 2020(02)
  • [7]基于ARM的智能家居系统设计与实现[D]. 薛川. 电子科技大学, 2020(07)
  • [8]基于无线网络的智能家居控制系统设计与实现[D]. 李炜. 电子科技大学, 2020(07)
  • [9]基于IPv6和LwM2M的智能家居设备管理系统设计[D]. 张志伟. 华中科技大学, 2019(03)
  • [10]面向智能家居的ZigBee-WiFi网关研制与应用[D]. 石跃鹏. 广东工业大学, 2019(02)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

猜你喜欢