基于ARM与Zigbee技术的嵌入式智能家居系统设计

【摘要】随着经济快速发展和科学技术水平不断提高,人们对生活品质的追求越来越高,嵌入式智能家居技术得到迅猛发展,研发出一套安全、便利、舒适、高效的智能家居系统成为各大智能家居公司的首要目标。计算机、互联网、嵌入式以及无线传感网络技术的发展和智能家居的市场需求以及发展前景不断促进智能家居技术发展。于是在全世界智能家居公司在智能家居领域的研究设计上出现了“百家争鸣”的景象,但是也出现了行业通信标准不统一、技术水平研究方案参差不齐等弊端,在一定程度上制约了智能家居行业的发展。本文在综合考虑整个系统的扩展性、可靠性、实用性、成本、功耗、体积等一系列的因素的基础上,使用嵌入式ARM与Linux、Zigbee无线网络通信、传感器、单片机、Qt图形应用界面等技术,提出了一套比较完整的嵌入式智能家居系统的解决方案,同时设计了相关电路模块、驱动程序和软件应用程序,验证了此设计方案的可行性。嵌入式智能家居系统由智能网关、Zigbee协调器、无线通信网络、Zigbee终端节点四部分组成,主要实现了以下几个功能：本地触摸屏或者PC机监控、室内温度获取、防盗报警、LED灯开关控制。为了满足人们日益增长的生活需求,住宅智能化技术将得到很大发展,嵌入式智能家居系统功能将会变得更加全面、更加强大,因此,本文设计阶段考虑的主要问题是设计和实现一套能满足当前人们生活需求且便于以后软硬件维护、扩展、升级的嵌入式智能家居系统。为了解决这个问题,本系统中的智能网关采用S5PV210处理器芯片为主控制器、U-Boot作为引导加载程序、嵌入式Linux作为内核、Qt图形界面作为应用程序软件。系统中的无线通信网络采用的是Zigbee无线星型网络拓扑结构和协议栈,协调器节点和终端节点则选用的是TI公司的CC2530芯片,以使整个系统网络可靠稳定运行,同时可以方便扩展系统功能模块和终端设备节点。最后设计软件程序对嵌入式智能家居系统的相关功能及其性能进行了测试。测试结果表明,系统能够稳定可靠地运行,实现了设计之前嵌入式智能家居系统功能需求,达到了前面已经设定的各项指标：易于扩展、低成本、低功耗、高性能、方便使用。
【作者】蒋波；
【导师】李军；
【作者基本信息】广东工业大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】嵌入式；智能家居；ARM；Zigbee；Linux；

【参考文献】
[1]宋小路.特殊类型立铣刀参数化设计技术研究[D].西南交通大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[2]黄连舟.论当代中国在自媒体环境下的马克思主义大众化观[D].贵州师范大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[3]李佳.Aβ在小胶质细胞中的内吞、转运和降解的研究[D].厦门大学,药理学,2014,硕士.
[4]宋扬.基于碳纳米材料的致病菌快速检测方法研究[D].湖南师范大学,2014.
[5]刘倩雁.生物质活性炭对燃煤烟气NO_X和汞的脱除机理研究[D].上海电力学院,热能工程,2013,硕士.
[6]李乐春.中国文化服务贸易竞争力研究[D].贵州财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[7]许崇强.论我国刑事立法权的宪法规制[D].上海交通大学,宪法与行政法,2013,硕士.
[8]李雁.我国优秀女子百米运动员陶宇佳和韦永丽的技术特征分析[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[9]赵应龙.净现值——防腐工程经济分析方法[J].油田地面工程.1990(06)
[10]杨正泽,王庆云.我国高速铁路的发展风险及其应对策略[J].北京交通大学学报(社会科学版),2014,03:17-21.
[11]董敏煜.陡倾角地层的波动方程偏移[J].石油地球物理勘探,1979,03:39-46.
[12]王勃勃.政治关系、会计稳健性与民营企业融资便利性[D].浙江工商大学,会计学,2013,硕士.
[13]郭英新.ω-结构与一类特殊的LF-网空间[D].曲阜师范大学,基础数学,2004,硕士.
[14]郑东桂.气体挤压膜悬浮轴承的优化设计[D].南京航空航天大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[15]萨仁娜.草本植被过滤带防治农业面源污染的初步研究[D].辽宁工程技术大学,环境工程,2012,硕士.
[16]王巍.13-14岁组个人混合泳项目转换能力训练的研究[D].北京体育大学,运动训练学,2013,硕士.
[17]郭江汀.中国荷斯坦牛CCL3基因遗传多态性与其耐热性的关联分析[D].南京农业大学,动物遗传育种与繁殖,2011,硕士.
[18]戴红飞.特征模型自适应控制方法在网络控制系统中的应用研究[D].中北大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[19]赵晶莹.《国际商事合同通则2010》研究[D].大连海事大学,国际经济法,2014,硕士.
[20]张东玲.应用固体浸没透镜的高密度光数据存储研究[D].河南大学,光学,2004,硕士.
[21]本刊编辑部.地震勘探仪器[J].石油地球物理勘探,1976,01:74-77.
[22]阳静.基础音乐课程改革中的教师角色转换[D].湖南师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[23]张吉松.威东航运信息系统[D].中国海洋大学,信号与信息处理,2003,硕士.
[24]李悦.邓小平行政伦理思想研究[D].首都师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[25]余昆,曹一家,陈星莺,郭创新,董成明.含分布式电源的地区电网无功电压优化[J].电力系统自动化,2011,08:28-32.
[26]柯丹.包装业市场竞争战略分析[D].天津大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[27]孙慧莹.社会力量科技奖励的法律规制[D].首都师范大学,基本权利研究,2014,硕士.
[28]杨晓红.成仿吾与创造社[D].河北师范大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[29]侯学良.太钢房产公司设备管理信息系统[D].西安建筑科技大学,机械工程,2004,硕士.
[30]王明阳.带油耗的开放式车辆路径问题研究[D].沈阳师范大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[31]谢新良.日本落叶松制浆造纸特性的研究[D].天津科技大学,制浆造纸工程,2004,硕士.
[32]蒋路飞.横机控制系统的电源设计[D].杭州电子科技大学,集成电路工程,2012,硕士.
[33]安奉钧.外部性：概念解析及经济、政治两域的政府治理[D].苏州大学,行政管理学,2003,硕士.
[34]李韶光.基于入侵容忍技术的监管体系结构研究[D].电子科技大学,2004.
[35]邰光忠.苗族视觉元素在台江姊妹节视觉形象设计中的应用研究[D].西南交通大学,设计艺术学,2013,硕士.
[36]姚向明,赵鹏,禹丹丹.城市轨道交通网络短时客流OD估计模型[J].交通运输系统工程与信息,2015,02:149-155+162.
[37]陆洋.基于单片机的船舶防撞预警系统设计与实现[D].浙江海洋学院,农业机械化（专业学位）,2014,硕士.
[38]王洪波.城市初中班主任专业发展的现状调查与对策[D].鲁东大学,教育管理（专业学位）,2013,硕士.
[39]郭玲,赵亮,胡娟,许伟,严家策.国产PBO纤维研究现状及发展趋势[J].高科技纤维与应用,2014,02:11-15+38.
[40]谭磊.宽带OFDM传输系统研究、仿真与部分模块实现[D].浙江大学,2005.
[41]杨明洋.废旧家电逆向物流运作模式及回收体系构建研究[D].成都理工大学,企业管理,2013,硕士.
[42]蔡树才.《文心雕龙》语词考释[D].江西师范大学,文艺学,2004,硕士.
[43]董宜森.硫酸盐侵蚀环境下混凝土耐久性能试验研究[D].浙江大学,2011.
[44]单任仲,尹忠东,肖湘宁,宋祺鹏.双向连续可调无功的SPWM型静止无功补偿器[J].电力系统自动化,2008,15:75-78.
[45]徐海英.基于视觉的粘度计智能检定仪的设计[D].西北师范大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[46]朱艳霞.媒介技术发展下的“人肉搜索”现象研究[D].中原工学院,科技哲学,2012,硕士.
[47]侯丹.我国普通高中开设大学先修课程的现状、问题及对策[D].湖南师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[48]李海涛.建构主义下支架式教学在体育教学中的探索[D].宁夏大学,课程与教学论,2014,硕士.
[49]陈博海.K-essence暗能量模型的相空间分析[D].河北大学,理论物理,2014,硕士.
[50]张学萌.中国海运服务贸易与货物贸易的相关性研究[D].大连海事大学,国际贸易学,2013,硕士.