黎小静题目：基于无线物联网的智能家居远程控制系统的设计与实现ppt课件.pptx

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1、课题背景及其意义课题背景及其意义智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。物联网又名传感网，是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，可使所有的物品与网络连接，方便识别和管理。物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点，是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。随着电信网络特别是无线网络的扩展，传感技术的发展，我国推广物联网的条件逐步成熟。国家工信部明确

2、提出要进一步研究建设物联网，加快传感中心建设，推进信息技术在工业领域的广泛应用，提高资源利用率、经济运行效益和投入产出效率。我国物联网标准体系已形成初步框架，物联网在广东、江苏、上海等地都已经有了局部的建设。2010年6月，中国物联网标准联合工作组成立，以推进物联网技术的研究和标准的制定。我国的物联网发展已经进入产业化、标准化的关键时期。2011年4月，物联网发展专项资金管理暂行办法发布，专项资金的支持范围包括物联网的技术研发与产业化、标准研究与制订、应用示范与推广、公共服务平台等方面的项目。国内外发展现状和研究动态国内外发展现状和研究动态随着智能家居的迅猛发展，越来越多的家居开始引进智能化系

3、统和设备。智能化系统涵盖的内容也从单纯的方式向多种方式相结合的方向发展。但较之于欧美发达国家，我国的我国智能家居系统起步稍晚，主要存在以下问题：智能终端承担了智能家居系统的控制、管理中心，由于系统的结构决定了系统只能配置原厂商的其他控制子系统如：家庭报警子系统、楼寓对讲系统等，同时通常带有RS458、TCP、IP以及厂商专用的控制总线。如果要扩充其他品牌的控制系统比较困难。作为一个控制类的产品（系统），其功能、控制能力、控制方式、对系统的管理能力一定是事先确定的，用户是根据其功能、控制方式、管理能力来选择是否符合直己的要求，也就是说是用户去选择产品（系统），产品（系统）并不能完全去符合用户。本

4、课题研究的主要内容本课题研究的主要内容1、传统的智能家居控制系统具有以下典型特征、传统的智能家居控制系统具有以下典型特征：采用有线网络构建家庭控制网络。一种是利用计算机外部总线构建网络，如RS485，IEEE1349，Lonworks等网络；一种是利用电力线构建网络。以PC作为整体家庭智能控制系统的服务器。不仅造成能源的损耗，并且系统稳定性差 2、智能家居控制系统中无线通信技术的选择、智能家居控制系统中无线通信技术的选择目前，比较流行的短距离无线通信技术主要有红外（IrDA：Infrared Data Association）技术、家庭无线射频（HomeRF）技术、IEEE802.11技术、蓝

5、牙技术和Zigbee技术。硬件系统方案硬件系统方案系统总体框图ZigbeeZigbeeZigbeeZigbee信息交互中心InternetGSM移动网络设备终端1PC设备终端2设备终端3设备终端N手机摄像头报警信息传输框图 传感器、Zigbee传感器Zigbee模块信息交互中心GSM移动网络Internet手机PC视频数据传输框图 摄像头信息交互中心InternetPC系统软件架构设计系统软件架构设计上电启动硬件初始化GSM通信任务模式服务任务设备服务任务启动操作系统任务创建操作系统初始化环境监测任务错误处理任务设备状态检测任务系统上电后，分别经过硬件初始化、操作系统初始化、任务初始化等过程后

6、便启动嵌入式操作系统，交由内核运行各个模块任务，其中“设备服务任务”管理各个设备的动作及其更新，“GSM通信任务”主要管理远程无线报警及查询与设置等命令处理，“模式服务任务”主要管理整个系统的工作模式与风格，“环境检测”主要管理各传感器输入设备，“设备状态检测任务”用来接收和感知各个终端设备的状态反馈，用以保证系统设备动作的正确性。系统的各种异常交由“错误处理任务”进行处理。如上图所示：Zigbee软件流程 否开始初始化选择PAN ID和启动网络等待请求是否为新节点分配网络地址和绑定设备节点控制请求调用请求处理函数在智能家居内部Zigbee无线网络中，首先协调器进行初始化，然后协调器选择一个称

7、为PAND ID的标示号码，接着启动网络，所有的设备接入CSMA-CA机制的协调器。当协调器收到数据时，首先判断是新节点加入网络的请求还是设备节点的控制请求：如果是新节点加入网络的请求则分配网络地址并绑定节点；如果是控制请求，则调用控制请求处理函数处理数据。数据处理完毕，协调器返回等待请求监听状态。为了实现无线远程控制，将在硬件为了实现无线远程控制，将在硬件平台上移植平台上移植 Linux 2.6 实时操作系实时操作系统、统、Zigbee协议栈，并使用基于协议栈，并使用基于HTTP协议的协议的Boa服务器作为服务器作为Web服服务器务器 Boa是一款单任务的HTTP服务器，与其他传统的Web服

8、务器不同的是当有连接请求到来时，它并不为每个单独创建进程，也不通过复制自身进程来处理多链接，而是通过建立HTTP请求列表来处理多路HTTP连接请求，同时它只为CGI程序创建新的进程，这样就在最大程度上节省了系统资源。因此，Boa具有很高的HTTP请求处理速度和效率，在嵌入式系统中具有很高的应用价值。CGI是Common Gateway Interface 的缩写，是服务器端和用户端沟通的程序，它可以使你的网页更生动，网络上很多工具例如搜索引擎、留言板、BBS等都是CGI程序。CGI是用来沟通HTML表单和服务器程序的接口。CGI并不是一种语言，而是可以被其他语言所应用的一个规范集。本课题的特色

9、与创新之处本课题的特色与创新之处由于国内外在物联网应用领域刚刚起步，且物联网技术的应用将带来巨大的社会产业规模和空前的经济效益，使得本课题的研究也较有意义。国内各数据库中有关无线物联网应用的研究并不多，应用到智能家居方面的更是少之又少，且设计具有独立形态的智能家居系统比以家庭PC机为依托的传统智能系统难度要大，涉及的知识面更广，特别是将Zigbee组网技术应用到物联网中，再将无线物联网应用到智能家居系统中，使智能家居系统具备无线的特色，使智能家居系统成为独立形态。且整个系统采用低功耗设计，在能源节约型家庭的趋势下这样的设计将会有广阔的应用前景。研究的技术路线研究的技术路线收集资料：收集有关Zi

10、gbee技术的有关本资料，物联网相关资料，Linux嵌入式系统方面的资料，网络通信有关资料，视频传输相关资料，GSM技术文档资料，网页制作及CGI有关资料，RF905无线收发模块的应用方面的资料，以及嵌入式，网络通信，视频传输应用方面的相关论文书籍。有关C程序设计，另外有使用Altium Designer进行PCB制板方面的教程。理论分析：建立无线物联网智能家居系统的物理模型，分析该方案的可行性，并采取双重功能的措施来减小误报。实验测试：首先对整体设计方案，PCB电路进行软件的模拟仿真，通过后进行PCB制板将硬件平台搭建起来，最后测试其在真实环境中的可靠性，并视情况做一定的修改。预期成果形式预期成果形式（1）研制出无线物联网远程控制系统。（2）发表论文2-3篇。（3）完成硕士学位论文。课题研究计划课题研究计划结束Thank you!