本科毕业设计论文
题 目 基于ARM Cortex-A8与
Android平台的智能家居系统设计
专业名称 电子科学与技术 ___
学生_______ _ _ _____
指导教师___________ __________
毕业时间______ 2015年7月__ ____
摘 要
随着物质生活水平的逐步提高,科学技术的不断发展,人们对生活质量的要求也越来越高。物联网技术的飞速发展,智能家居应运而生。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起,提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。
本文针对智能家居国内发展现状,提出了基于市面上流行的高端处理器ARM CORTEX-A8内核的OMAP3530和Android平台的智能家居系统设计方案。该系统由Android用户控制模块、智能网关模块以及zigbee节点控制模块组成。本系统采用ARM搭建嵌入式网关平台、并带有良好用户操作界面,同时采用 zigbee技术组建家庭无线网络,用户可以远程与家居设备交互。系统硬件部分介绍了各个外设,软件部分由智能网关程序设计、Android 用户控制程序设计以及zigbee节点控制程序设计三部分组成。经试验测试表明,本文设计的系统能很好地满足需求,能够实现对家居设备的系统化、网络化、智能化控制,对智能家居发展具有积极的影响。
关键词:智能家居系统,Cortex-A8,ZigBee,Android
ABSTRACT
With the gradual improvement of living standards,and the development of science and technology, people's quality of life are increasingly high requirements. The rapid development of Internet of Things technology, intelligent home came into being. Smart home through home networking technology to connect various devices together, provide appliance control, lighting control, curtain control, telephone remote control, indoor and outdoor remote control, anti-theft alarm, environmental monitoring, HVAC control, infrared repeater and a programmable timer control and other functions and tools.
This paper,aiming the current development of domestic smart home, proposed smart home system design based on the popularity of high-end processor core ARM CORTEX-A8 OMAP3530 and Android platforms. The system consists of Android user control module, intelligent gateway module and zigbee node control module. The system uses the ARM embedded gateway platform to build, and with a good user interface, while using zigbee technology to build a home wireless network, users can remotely interact with the home device. System Hardware section describes each peripherals, software part of the design by an intelligent gateway program, Android users to control programming and Zigbee node control programming of three parts. The test tests show that this design system can satisfy the demands of home devices to achieve systematic, network, intelligent control, with a positive impact on the development of the smart home.
KEY WORDS:Smart Home System,Cortex-A8,ZigBee,Android
目 录
第一章 绪论 6
1.1选题背景及意义 6
1.2智能家居研究现状 6
1.2.1智能家居的起源 6
1.2.2智能家居在国外的发展 6
1.2.3智能家居在国内的发展 6
1.3智能家居发展趋势 7
1.4论文主要研究内容及章节安排 8
第二章 相关基础知识 9
2.1 Android操作系统 9
2.1.1Android的由来 9
2.1.2 Android的系统架构[8] 9
2.1.3系统移植主要工作[8] 10
2.2 ZIGBEE技术 11
2.2.1 Zigbee网络配置 11
2.2.2ZigBee网络的拓扑结构 12
2.2.3 ZigBee组网技术 12
2.3 ZStack协议栈介绍 13
2.3.1 ZStack的安装 13
2.3.2 ZStack的结构 13
2.3.3 设备的选择 14
2.3.4 定位编译选项 14
2.3.5 IAR 工程文件中的编译选项 14
2.3.6 ZStack 中的寻址 15
2.3.7 ZStack 中的路由 16
2.3.8 ZStack 中的串口通信设置 16
2.3.9配置信道 16
2.4 CC2530芯片简介 18
第三章 系统硬件设计 20
3.1嵌入式终端设备 20
3.2 Cortex处理器 21
3.2.1 Cortex系列 21
3.2.2 ARM Cortex-A8 21
3.3 传感器节点 23
第四章 系统软件设计 25
4.1系统总体框架设计 25
4.2 智能网关程序设计[15-16] 25
4.3 Android 用户控制程序设计 26
4.3.1 Android 用户控制程序框架[17] 26
4.3.2 Android 用户控制程序编译与安装[18-19] 29
4.4 Zigbee 节点控制程序设计 32
4.5平台控制操作 33
4.5.1启动程序 33
4.5.2 搜索网络 34
4.5.3 传感器节点操作 34
第五章 总结与展望 36
5.1 总结 36
5.2展望 36
参考文献 37
致 谢 38
毕业设计小结 39
附 录 40
第一章 绪论
1.1选题背景及意义
随着科学技术的不断发展,人们对生活质量有了更高的要求。人们希望有一个高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。实现对家居设备的系统化、网络化、智能化控制,已经成为家居环境未来的发展方向,智能家居应运而生。
智能家居是在物联网的影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音频设备、照明设备、窗帘设备、空调设备、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段[1-2]。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,兼并建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境,提供全方位的信息交互功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。
1.2智能家居研究现状
1.2.1智能家居的起源
智能家居概念的起源比较早,1984年美国联合科技公司(United Techno1ogies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的City Place Building时,第一栋"智能型建筑"出现了,从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
1.2.2智能家居在国外的发展
智能家居在国外的发展一直处于领先地位,先后在美国、韩国、新加坡、日本、欧洲等国家和地区都有广泛的应用。如微软公司开发的"梦幻之家"、IBM开发的"家庭主任"、Motorola开发的"居所之门",韩国三星公司推出的"Smart Home"软件控制平台,新加坡推出的"智慧国2015"规划,日本的"i-Japan"战略。据统计,在2000年,国际智能家居市场销售总额达到24亿美元。2004年已经达到200亿美元[3-4]。显然,智能家居在国外巳经发展为一个非常普及的行业。
1.2.3智能家居在国内的发展
智能家居在国内的起步较晚,现阶段还是一个新兴行业,但发展迅猛。我国的智能小区在20世纪90
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