嵌入式智能家居控制系统软件设计

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1、本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目：嵌入式智能家居控制系统软件设计学院：电气工程学院专业班级：自动化1204学生姓名：刘芳春学号：120302433导师姓名：王通开题时间：2016年3月18日1.课题背景及意义1.1课题研究背景、目的及意义目前，几乎所有家庭都有使用各种电器设备，电视、电灯、空调、冰箱等。然而，就当前情况来说，这些设备总是被看成单个的、独立的个体使用，而极少出现一个专门的系统来管理它们、或是将它们糅合为一个具有一定“智慧”的设备集合体。这不仅使得设备使用者不得不在控制和管理这些

2、设备上消耗大量时间和精力，而且容易造成设备使用效率不高，浪费宝贵的能源，这不符合节能环保的国家政策方针。基于这个事实，智能家居的概念应运而生。智能家居又被人们称智能住宅[1]，在国外也叫做SmartHome。智能家居是以个人住所为单位，以控制技术、通信技术计算机技术为基础，以提升人们的日常家居生活为目的的家居控制和管理系统[2]。由于智能家居是一个最近才得到快速发展的行业，当前有许多地方并未得到充分的研究，也有许多研究成果并未能转化成为实际产品。探寻其本质因素有两个。其一，大多数已有的智能家居产品

3、是针对高消费人群设计和开发的，而没有顾及到占人口绝大多数的低端消费人群。因此，其市场本身就不会太大。其二，许多开发出来的产品在性能上并不完全让消费者满意。当前已有的产品中的大多数，或是存在功能单调、或是存在使用不方便等各种缺乏吸引力的不足之处。为了改善这一现状，软件部分设计就成了必不可少的工作，软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包。嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。嵌入式软件是应用程序和操作系统两种软件的一体化程序。

4、对于嵌入式软件而言，系统软件和应用软件的界限并不明显，原因在于嵌入式环境下应用系统的配置差别较大，所需操作系统裁剪配置不同，I/O操作没有标准化，驱动程序通常需要自行设计[3,4]。嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式系统中应用越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中[5]。它与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用，由它来管理和协调各项工作，为应用软件提供良好的运行软件环境和开发环境。µC/OS-II是一个完整的，可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。它通过了美国联邦航空管理局商用航行

5、器的认可，符合航空无线电技术委员会对用于航空设备方面所使用的软件性能提出的DO-178B标准认可。目前已有数百个商业应用的µC/OS，该操作系统的稳定性和可靠性得到了充分的肯定[6,7]。该操作系统在智能家居领域中的应用也越来越广泛。因此对于嵌入式智能家居操作系统的研究也越来越有必要。1.2课题国内外研究现状及趋势随着全球化信息产业第三次浪潮的兴起，智能家居出现在普通人们的视野之中。上个世纪八十年代，随着电子技术的提升和成熟，非常多的上市家用电器都采用了电子技术。面对日益增多的家用电器，人们迫切希

6、望出现一种自动化或者是智能化的家电管理系统。八十年代中期，出现了住宅自动化概念（HA，HomeAutomation)[8]，即，将家用电器、通信设备和安防设备这些传统上认为独立的功能整合为一个整体。八十年代末期，由于通信与信息技术出现突破性发展，开始逐渐出现了一些专门的商用系统，系统利用总线技术对住宅中的各种家电、安防和通信设备实现控制、监视和管理。1984年，美国联合科技公司（UnitedTechnologiesBuildingSystem建成了全世界首栋类似于智能家居的“智能型建筑”CityP

7、laceBuilding，这是人们第一次见识到的建筑设备信息化、整合化的建筑物。从此以后，许多公司和机构纷纷加入搭建智能家居队列之中。比如，MIT、西门子、思科、IBM、Xerox、微软等国际巨头。2003年，HousingLearning&ImprovementNetwork发布了一种对智能j家居的定义，并开展了DTI智能家居项目[9]。NektariosPapadopoulos等提出并研究了一种连接家庭平台（CHP）和智能家居应用开发平台的架构[10]。Dae-ManHan和Jae-HunLi

8、m提出和研究了一种基于ZigBee技术的智能家居能量管理系统[11]。有学者描述了一种智能家居系统管理协议的设计和实现[12]。还有人使用ZigBee或者蓝牙作为局域联网技术，使用万维网作为远程接入技术[13].智能家居在国内的发展时间虽然较短，但是也取得了很大进步。与此同时，国内智能家居行业虽然正处于初步发展阶段，但是目前的发展非常迅速[14]。2003年，由联想带头、众多单位参与的“信息设备资源共享协同服务”标准工作组正式成立，这就是大家都耳熟能详的“闪联”[15][16]。2