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《基于Cortex-A8智能家居系统的设计与实现--开题报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、西北工业大学本科毕业设计（论文）开题报告专业：电子科学与技术班级：学号姓名指导教师报告题目基于Cortex-A8智能家居系统的设计与实现题目来源（划√）科研□生产□实验室□专题研究√企业联合□论文类型（划√）工程设计类□实验研究类√软件开发类其他□报告日期2015年3月22日报告地点开题报告（不少于1000字）一、选题背景及意义近年来,随着信息技术、通信技术、计算机技术的发展,在新的房地产领域,智能家居控制系统已经得到了一定程度的应用,它作为一个智能化及物联化的新型领域,对现在家居安全及家居智能化的管理具有非常重要的意义。大量与智能家居有关的技术逐渐兴起，而当前智能家居系统还并未发展成熟
2、,存在诸多问题,如布线繁杂、不美观、功耗大、对Internet依赖性强。经过对国内外智能家居控制系统的深入分析,针对国内现状,选择将Android操作系统、ARM平台、Cortex-A8数据采集模块和ZigBee无线通信技术相结合来实现智能家居系统。本系统的设计和使用,如果得到广泛的应用,可以极大地提高人们的生活质量,真正的实现住宅智能化,这也为将为推动中国物联网的发展起到一定作用。二、研究内容及方案1.系统总体方案设计本系统软件设计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。其整体框图如图1所示。智能网关既是互联网和家庭网络之间的桥梁，
3、也是智能家居控制系统的主控设备，可以对系统进行统一集中管理与控制。ZigBee节点组成的无线局域网中的协调器接收智能网关应答的远程消息，并发送给相应的路由器节点或终端节点，以监控家电设备和监测家居环境。集成了Zigbee模块的家电设备控制器和各种传感器模块可作为ZigBee无线传感器网络中的终端。控制终端又可以称为手持操控设备，它包括平板电脑或者智能手机等任可以安装Android操作系统的终端设备，本智能家居系统特别开发了基于Android系统的家居环境控制软件，可以安装在手持操控设备上，来满足手持操控设备对家电网络的状态的实时监控和远程遥控;同时也可以通过发送GSM短消息远程控制家中电
4、气设备，或者接收到关于家居环境信息的GSM短消息。图1智能家居系统整体框图2.方案选择（1）组网方式选择Zigbee技术以IEEE802.15.4通信标准为基础发展起来,IEEE802.15.4定义了通信网络的物理层和媒体控制子层规范,确定了物理通信信道、传输速率以及如何共享无线通信信道,各个厂商都可以根据IEEE802.15.4制作符合标准的硬件产品。Zigbee的Phy物理层和MAC媒体控制子层规范其实就是IEEE802.15.4标准。Zigbee联盟在IEEE802.15.4的基础之上定义了Zigbee技术的高层协议,包含了NwK网络层和APP应用层框架协议。Zigbee的网络层负
5、责传感器节点组建和加入离开网络、数据帧的安全管理和数据帧的路由。Zigbee的应用层则提供了一个高层应用框架,用户可以在框架下建立自己的应用程序。（2）硬件平台选择本设计选择的微处理器是德州仪器公司出的最新的一款ARM芯片—Cortex-A8。它具有以下优点：(1)处理速度快。Cortex系列是ARM最新的一个系列,处理速度是ARM-11的3倍。因此本系统整体运行起来非常流畅。(2)功耗也比较低。本处理器作为嵌入式终端设备来使用,非常合适,为智能家居里的节电起到很好的作用。(3)兼容性好。可以支持各种外设,因此在扩展方面是非常好的。(4)软件支持丰富。就嵌入式操作系统來说,本处理器支持W
6、indowsCE、Linux、UC/OS等多种操作系统。因此开发起来非常方便。（3）操作系统选择Android平台的系统框架从高到低可分为应用程序、用户空间、内核空间和硬件系统4个层次。智能家居系统控制软件处于最高的应用程序层，故在进行软件开发之前，需要移植相关硬件设备的Linux内核驱动到Android系统中。本项目中需要移植的设备驱动包括液晶屏、触摸屏、网卡、串口等。在控制软件系统开发过程中，只需要调用用户空间的Java框架和Android框架，并不需要直接访问硬件设备。3.系统实现原理（1）嵌入式家庭网关图2嵌入式家庭网关系统结构框图智能网关程序是连接android系统与Zigbe
7、e无线网络的桥梁，运行在android系统服务层，智能网关程序通过3G、Wifi或以太网与Android用户控制程序相连，然后将用户控制程序发过来的指令通过串口发给zigbee网络协调器，Zigbee网络协调器解析相应的指令然后发给各个传感器节点实现控制。其系统结构框图如图2所示。（2）ZigBee节点控制端Zigbee节点控制程序运行在每个传感器节点上，根据不同的传感器类型，设计不同的传感器控制程序。所有节点控制程序都是基于Zst
