基于Cortex-M3内核的智能家居网关设计

【摘要】随着计算机技术、信息通信技术、互联网控制技术的迅猛发展,人们的生活质量得到了不断的提高,现今人们更加注重个性化、智能化和充满乐趣的生活方式,对家居环境也提出了更高的要求,由此智能家居应运而生,当今智能家居已成为未来家居环境的发展潮流。智能家居系统是综合利用计算机技术、无线通信技术、和自动化控制技术将家居生活相关的设施集成,构建高效、智能、舒适、便捷的家居管理系统,从而使家庭生活更加安全、智能、节能和舒适。本文在分析当前国内外智能家居控制系统发展现状的基础上,针对目前智能家居控制系统存在的高成本、高复杂性等问题,设计并实现了一款结构简单、成本低廉的智能家居控制系统网关。该网关解决了传统智能家居控制系统中移动性差、系统复杂、成本高昂及人机交互能力差等缺点,将WiFi技术、433MHz射频通信技术、以太网通信技术结合起来,使得智能家居系统网关具备灵活多变的控制方式,同时具备良好的用户体验。论文主要研究内容如下：(1)设计了智能家居网关的架构,搭建了基于Cortex-M3内核的嵌入式硬件平台。研究了μC/OS-II操作系统内核,并将其与图形化操作界面μC/GUI成功移植到处理器芯片STM32F103VET6上,编写了相关的驱动及多任务应用程序。(2)探讨了家电通信协议,初步研究了智能家居控制系统中智能移动终端、智能家居网关及信息家电之间的数据交互协议规范。(3)研究了433MHz射频通信工作原理,设计433MHz射频通信模块,通过433MHz射频通信技术,构建了智能家庭内部无线网络系统。(4)在系统硬件平台上移植了嵌入式TCP/IP协议栈LWIP,并搭建了智能家居WEB服务器,使用户能通过Internet接入控制系统,利用标准浏览器打开控制界面进行远程化控制与管理。经实验测试表明,本文设计的智能家居网关能够很好的满足智能家居控制系统对家居环境智能化、便携化及人性化的需求,能够较好的实现对家居设备的集中化管理与控制,同时具备操作简便、结构简单、成本低廉等特点,为廉价智能家居的推广提供了可能。
【作者】李智敏；
【导师】骆德汉；
【作者基本信息】广东工业大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】智能家居；μC/OS-Ⅱ；433MHz射频通信；WiFi通信；WEB服务器；

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