智能家居交互终端调研报告.doc

智能家居交互终端设计一、 课题研究的目的和意义：研究与智能家居交互终端硬件系统设计有关的设计内容：智能家居交互终端的需求分析和方案的设计，需求的分析主要是确定智能家居交互终端需要满足的功能，方案的设计主要是根据功能需求来设计具体实现其功能的方案，包括芯片的选择。并培养学生在解决实际问题过程中，独立制订方案、独立思考、独立分析和解决问题的能力。二、主要目标任务：智能家居交互终端的需求分析和方案的设计，具体设计系统硬件电路和对硬件进行调试，从而组成一个完整的智能家居交互终端硬件系统。三、主要性能指标：1）环境监测；2）控制简单的家居设备。3）无线传输数据。四、工作原理： 基于ZigBee的智能家居系统是针对家居高度自动化、智能化的要求提出的一种新的解决方案。主要用ZigBee手持控制器无线采集室内环境参数，远程控制各种家居电器，实现家居控制、参数检测的完全自动化、智能化。设备以C8051F020单片机为控制核心单元，检测湿度，负责驱动电机，处理和传输数据。采用高精度传感器作为湿度检测器件，直流电机等为执行机构，完成环境参数检测，对窗帘、交流电电器等的控制功能。用手持设备通过IP-LINK1270模块串口实现了室内无线通信，可以接收湿度数据，控制简单家居。本系统具有良好的开发和应用前景。C8051F020单片机湿度传感器声光报警模块显示模块1270收发模块ZIGBEE控制器L6201电机驱动模块晶闸管电扇控制模块电源模块独立式控制模块五、课题文献综述: 1、基于ZigBee的智能家居系统设计 1）作者：朱同 2）摘要：本文主要介绍了基于ZigBee通信协议的智能家居系统。阐述了该系统的组成和特点。给出了智能家居系统中RF无线节点模块的软硬件设计方法。并通过该系统分析了ZigBee在短距离无线通信领域的发展趋势。 该系统符合IEEE802.15.4 协议，便于系统与其它符合该标准的产品联网, 具有良好的通用性和可扩展性。 2、基于FPGA和ZigBee技术的智能家居系统1）作者：袁源，王紫婷，刘杨2）摘要：本文主要设计了一种智能装置智能家居系统，提出了一种采用FPGA技术与ZigBee的无线技术来完成对智能家居系统的设计。该系统全部采用无线通信技术来完成，省去了重新布线的问题，能够实时采集温度、湿度和光照度信号，通过对信号的处理，使PDA，计算机或手机可以通过Internet或GSM手机网络，在家中无人的情况下，帮助主人实现远程家务：远程烧水，加热洗澡水，开头空调、窗帘等，从而为用户提供一种智能、灵活、方便的生活空间，并大大增强了系统的可扩展性，同样也实现了现代社会“以人为本”的全新家居生活体验。 3、基于FPGA和ZigBee技术的智能家居系统1）作者：良子强、于浩 2）摘要：硬件采用无线龙ZigBee开发套件。ZigBee网络无线传感器节点采用低功耗微控制器CC2530，节点采用96X16液晶显示，USB接口，电池供电，具有经济、高效、方便、快捷、可视性、并可重复使用。软件方面，根据Zigbee联盟制定的标准，利用德州仪器(TI)推出业界领先的ZigBee协议栈(Z-Stack)。Z-Stack装载在一个基于IAR开发环境的工程里。 4、Zigbee-based new approach to smart home1）作者：彭俊杰、贺辉、朱平安等2）摘要：Smart home is a promising solution to improving the quality of peoples life.Much work has been done in the field,but most of these solutions are just based on home gateway,leaving much to be improved.One of its defects is the relatively high energy consuming and its radiation,and the other is that it is not available to the old home appliances which fail to access the internet.Full use of the low energy consuming characteristic of the Zigbee wireless sensor network,a completely new smart home solution is put forward in this paper.Without need of a home gateway and any modification for the currently used family appliances,the method uses the Zigbee coordinator as the central controller and the controllers of appliances as the end devices of Zigbee.It can realize a comfortable and smart home.Experiments show that the scheme proposed is feasible and it will be no doubt to be able to improve the quality of peoples daily life.5、基于本体的智能家居关键技术研究1）作者：胡曼冬2）摘要：智能家居作为人类生活的主要空间，要满足人们对生活舒适、便捷的追求目标。为了实现这个目标，需要构建一种让人与家庭环境中的各种物理设备更好地融合在一起的家庭环境，在这种环境下，设备可以在不知不觉中达到为人服务的目的。但是，这需要以设备之间的协调工作、信息和资源的共享为基础。为了实现设备之间的协调工作、信息和资源的共享，达到在不知不觉中设备为人服务的目的，本文对智能家居系统进行了研究，并且将本体技术应用其中，构建了智能家居系统的本体模型，在智能家居环境中不同的信息维度之间建立了语义关系，为设备以及设备所提供的服务添加了语义信息。这些语义信息可以屏蔽设备之间的异构性，实现设备之间信息和数据的共享，是实现设备之间协调工作的基础6、智能家居远程监控系统的研究与设计1）作者：郭稳涛、何怡刚2）摘要：智能家居是未来家居的发展趋势,针对智能家居广泛的应用前景,设计了一种智能家居远程监控系统,提出了使用波段为2.4GHz的ZigBee无线技术构建家庭局域网的方案,采用了32位的ARM处理器,扩展64M Flash存储器,利用嵌入式Internet技术,通过远程PC机上的IE浏览器登录到嵌入式Web服务器的监控页面,实现对家电信息工作状态的查询和控制;在实验室环境下,通过模拟对热水器和空调的监控,对整体系统进行了性能测试;结果表明,系统运行稳定,实时性好,性价比高,具有一定的实用价值。7、基于PLC的智能家居控制系统1）作者：俆爱明2）摘要：随着社会的发展和进步,人们对于生活品质的追求不断提高,舒适、方便、高效、安全的生活环境是每个人都向往的生活环境。本文旨在设计基于PLC的智能家居控制系统,集家居自动化、家居安全防护和家居环境监测于一身,为用户提供良好的生活体验,提高家居环境的安全性、方便性和舒适性。更多还原8、基于ZigBee的智能家居安防系统1）作者：张煜、樊同亮、郝冠华2）摘要：智能家居给人们的生活带来便利。但随着技术的发展,家庭安全成为人们关注的焦点。针对当前安防的需求,提出了基于ZigBee技术的智能家居安防系统方案,并设计了系统硬件和软件流程。可对住宅的火灾,有害气体的泄露,盗窃等做出准确的检测和自动报警,通过STC89C52单片机实现上述功能。9、卧室采光智能控制系统硬件设计1）作者：孟欣、金鹏、肖姝宇2）摘要：卧室采光控制系统的硬件电路主要由光照传感电路、系统主控模块电路、电源电路、电机控制电路、蓝牙通讯电路、键盘以及显示电路等组成。利用此硬件电路可实现根据光照强度、时间等条件来智能控制卧室的窗帘和灯光的功能。同时还可以利用蓝牙模块与其它智能设备连接,提供远程控制功能。10、智能设计在家居产品设计中的体现1）作者：陆超2）摘要：由于人们生活水平的不断提高,广大群众对于住宅的居住舒适度要求越来越高。在建筑室内家居产品设计领域,强调人文关怀理念的推广实施,对于强化家居产品设计工作的开展具有重要意义。文章根据产品设计的特点展开讨论,提出有利于设计活动中人文关怀理念推行的可行性措施。更多还原六、方案论证1、方案一：基于低成本搭建了一个智能家居系统框架。其控制终端既可实现对家庭内部灯光、电器等设备的控制,又可实现家庭子网与外部网络的协议转换。 基于嵌入式以太网技术的研究,完成了一种嵌入式TCP/IP协议在主控制芯片上的移植,实现了家居控制终端与以太网的互连。 设计了以太网和RS485之间的协议转换模块,采用RS485接口构建家庭内部子网,通过家庭网关与外部以太网通信,实现了家庭网关的功能。 设计了一套嵌入式智能家居控制终端,搭建了软硬件平台,给出了硬件结构及软件实现方案。2、方案二：智能家居系统中的手持终端设备作为主要研究的对象,提出了一种手持终端的设计方案。该设备在硬件平台上选用了OMAP3530双核处理器,并通过 ZigBee模块与家庭网关进行通信,从而实现对家居设备的查询、控制和管理;在软件平台上选用了Google主导推出的功能强大的Android,并在 该软件平台下编写了手持终端的一些基本界面。 首先对智能家居系统和手持终端进行了阐述,然后通过对手持终端发展现状、趋势和在智能家居系统中地位的介绍得出了研究手持终端的必要性。接着提出了手持终端的总体设计方案,包括软硬件方案。重点是对手持终端软件方案的研究与实现,其主要工作包括搭建Android的开发环境、将Android移 植到选定的硬件平台上、基于Android