基于统一家电协议的智能家居控制终端设计报告Word格式文档下载.docx
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摘要…………………………………………………………………………………………3
关键词…………………………………………………………………………………………3
Abstract………………………………………………………………………………………3
Keywords………………………………………………………………………………………3
第1章序论…………………………………………………………………………………4
1.1研究背景……………………………………………………………………………4
1.2研究现状和发展趋势……………………………………………………………………4
第2章系统方案…………………………………………………………………………4
2.1系统需求………………………………………………………………………………4
2.2总体结构设计……………………………………………………………………………4
2.3硬件设计…………………………………………………………………………5
2.4软件设计……………………………………………………………………………5
第3章功能和指标………………………………………………………………………7
3.1主要功能……………………………………………………………………………7
3.2主要指标……………………………………………………………………………7
第4章实现原理……………………………………………………………………………7
4.1Zigbee原理介绍…………………………………………………………………………7
第5章硬件框图………………………………………………………………………………9
第6章软件流程……………………………………………………………………………9
6.1终端软件设计………………………………………………………………………9
6.2节点使用程序……………………………………………………………………………9
第7章系统测试方案…………………………………………………………………………10
7.1系统硬件调试……………………………………………………………………………11
7.2系统软件测试…………………………………………………………………………11
第8章测试设备……………………………………………………………………………11
第9章测试数据……………………………………………………………………………12
第10章结果分析…………………………………………………………………………12
第11章实现功能……………………………………………………………………………12
第12章特色…………………………………………………………………………………12
结论…………………………………………………………………………………………12
附录…………………………………………………………………………………………14
参考文献……………………………………………………………………………………17
摘要
随着科学技术的发展，智能化逐渐走进了我们的生活，智能家居颠覆了传统的家居生活理念，并带来了全新的生活方式。
智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的使用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。
该系统以博创CUP6410嵌入式实验平台和Zigbee为核心，可以实时监控家居内各模块的运行状态，自动控制且方便操作。
该系统从安全和智能化两个方面诠释智能家居的概念，倡导智能管理、健康生活、节能环保的现代居家生活理念，引领物联网智能生活新潮流。
该系统包含照明控制、音响控制、风扇控制、水源控制等模块，真实模拟了一个小型家居系统。
关键词：
智能家居、嵌入式实验平台
Abstract
Withthedevelopmentofscienceandtechnology，theintelligentcontrolstepsintoourlife，theintelligenthouseholdsubvertsthetraditionalhouseholdlifeconceptandbringusawholenewwayoflife.Theintelligenthouseholdhasbecomeoneimportantpartofsocialinformationdevelopmentasawayoffamilyinformationrealizationandcontentnetworkingwillbeamorerealisticbreakthroughinthedevelopmentofintelligenthouseholdindustry,havingathegreatsignificanceinthedevelopmentofintelligenthouseholdindustry.ThesystemusesCUP6410embeddedexperimentalplatformandZigbeeasthecoreandcanmonitortheoperationofeachmodulewithinthehouseholdtimely,controlautomaticallyandoperateconveniently.Thesysteminterpretstheconceptofintelligenthouseholdfromtheviewofsafetyandintelligenceandadvocatethemodernlifeconceptofintelligentmanagement,healthylife,energyconservationandenvironmentalprotection,leadingthenewtrendofintelligentlifethingsnetworking.Thesystemcontainslightingcontrolmodule,Audiocontrolmodule,fancontrolmodule,watersourcecontrolmoduleandsoon，simulatesasmallhomesystemstruly。
Keywords:
Intelligenthousehold、Embeddedexperimentalplatform
第1章绪论
1.1研究背景
随着科学技术的日益更新和发展，高科技和信息技术走进了家庭，追求安全、舒适、智能的生活环境空间已经成为人们的需求之一，智能小区的市场火爆，最基本的单元就是智能家居。
近些年来，数字技术快速发展，使得计算机和通信相渗透相结合的更加密切；
半导体技术的发展特别是高速CPU和存储器的出现，使得信息的收集和处理更加方便；
电脑等一些家用设备的诞生使得智能家居控制终端成为可能，同时嵌入式的研究和发展给和信息设备的发展相结合，形成了低成本的运营模式。
1.2研究现状和发展趋势
国内的家居智能化的研究还不是很深入，主要方面还处于初级阶段。
欧美的家居智能已相对成熟且已在信息家电中得到实际使用。
家庭总线技术的一些标准如美国的X-10、CEBus，欧洲的EuropeHomeSystem标准已经投入市场，但这些标准大都是和本国的情况制定的。
国内至今还没有比较成熟的家庭总线标准，这相对阻碍了智能家居终端的开发和研究。
近年来，欧美的一批知名企业先后进入了家居智能化的研究及开发领域，但现有系统在操作方式及使用方面和客户要求还有一定差距，家居内部的各个部分的通信协议不同难以构成完整的家居系统，各种原因延缓了家居市场的发展。
国内的一些厂商也在进行家居智能化产品的研究和生产，一些大型IT企业用自身的资金和技术优势已经在低端市场占据相当重要的地位；
一些传统的家电巨头也开始进入家居智能化产业市场。
这些发展值得我们为之一悦，但是国内的智能家居的研究起步比较晚，整体水平参差不齐，软件功能比较差，升级能力欠缺，难以保证传输的实时性和大数据量的可靠通信。
随着智能化平台的发展，利用实时操作系统的智能家居控制终端将成为未来研究的热点。
第2章系统方案
2.1系统需求
本家居系统包括主控制中心、家电控制终端、监控报警终端三个主要部分。
系统应实现的主要功能：
监控：
用户通过计算机，可以登录到家庭的控制中心，查看家庭内部情况，对照明模块、窗户及窗帘、温湿度控制、防火防盗进行控制和处理。
电器控制：
用户可以通过计算机进行控制，对家电进行智能化管理。
通信方式：
系统采用Zigbee无线通信方式，避免了有线布线带来的麻烦。
2.2总体结构设计
智能家居系统的核心部分是一个嵌入式的计算机系统，系统主要是Zigbee无线通信模式，用户可以通过手机或PC机登录家中的嵌入式服务器，通过用户名和密码验证之后，便可以查看或控制家用电器、灯光、窗帘、门禁、安防等基础设施；
系统具有可扩展接口，如无线蓝牙接口、GPRS接口、以太网接口，SPI接口。
系统总体设计如图1所示：
图1系统总体设计
2.3硬件设计
本系统采用Zigbee技术进行无线通信，大大减少了布线麻烦、成本高的缺点。
计算机作为无线通信控制终端，相当于一个大型数据处理中心。
家居子模块包括音响、电灯、风扇、饮水机等模块，子模块分别和Zigbee连接，形成了通信辐射网络。
在家居控制中心，选用CC2420作为家庭内部ZigBee通信协调器；
家居、安防终端采用CC2430和之相连。
该芯片兼容IEEE802.15.4标准，其在单芯片上集成了ZigBeeRF前端、存储器和微控制器（MCU）。
利用cc2430我们可以方便的进行数据采集，及设备控制等操作。
考虑到家庭内部节点有限，网络规模基本固定，内部无线网络采用星型拓扑，以CC2420为中心协调器，和各家居分支节点进行通信。
CC2420通过4线制SPI接口和处理器相连，进行数据的传输。
通过SPI总线可以设置其到不同的工作模式，读写缓冲区，读入状态寄存器。
其中，SI和SO分别负责数据的输入和输出，CSn负责SPI接口使能，SCLK负责时钟信号。
另外，还需使用FiFO和FIFOP状态引脚来访问FIFO。
通过CCA引脚查看通道是否清空，通过SFD引脚提供时间信息。
2.4软件设计
本系统是用计算机终端控制每一个家居子模块，如电灯、风扇、饮水机、音响等，智能家电控制终端界面如图2所示，照明系统子模块界面如图3所示，音响控制界面如图4所示。
图2家电控制终端界面
图3照明系统子模块界面
图4音响控制界面
第3章功能和指标
3.1主要功能
该系统采用Zigbee无线通信技术，以计算机为终端进行数据的处理和家电的控制，用户通过计算机，可以登录到家庭的控制中心，查看家庭内部家电控制情况。
家居子模块如电灯、风扇、音响、饮水机等可以分别于Zigbee相连接，作为每一个小分支和终端机进行通信，终端机的Zigbee模块和每一个小分支进行
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