基本信息
- 项目名称：
- 基于嵌入式的智能家居网络系统设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文设计的是一种基于嵌入式的智能家居网络系统。 本设计在充分分析家居智能网络结构特点基础块上，结合所选处理器的特点，开发出比较稳定的嵌入式操作系统。并在综合考虑成本、技术及稳定性的基础上构建硬件模块，实现软件与硬件的结合，使用户可以体验到智能家居带来的全新生活体验。
- 详细介绍：
- 计算机、嵌入式系统、通信技术的飞速发展促进了家用电器设备的网络化和智能化。智能家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术,通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。 本文设计的是一种基于嵌入式的智能家居网络系统。 在智能家居网络的总体结构设计方面，系统主要由硬件平台、软件模块等部分组成。在硬件平台中主要构建嵌入式处理器及硬件平台、网络硬件以及系统总线。 嵌入式处理器及硬件平台的构建选用三星公司生产的基于ARM的S3C2410作为智能控制器的核心，外围电路可选用较为成熟的用户操作模块。网络硬件中的通信技术综合利用电力线网络、以太网络以及ZigBee技术，在不同领域使用不同的通信方式，使得家居系统达到较高的通信效率及准确率。系统总线选用RS485总线技术。 软件模块包括三个部分:智能控制器的软件系统、各个网络节点的应用软件和家庭网关的软件系统。智能控制模块作为家庭网络的核心，以基于ARM的LINUX操作系统为平台，通过嵌入式Internet技术，完成与用户PC终端的实时通信功能。 总之，本设计在充分分析家居智能网络结构特点基础块上，结合所选处理器的特点，开发出比较稳定的嵌入式操作系统。并在综合考虑成本、技术及稳定性的基础上构建硬件模块，实现软件与硬件的结合，使用户可以体验到智能家居带来的全新生活体验。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 随着计算机、电子和通信技术的飞速发展，个人家居也正在走向智能化、网络化。本文通过充分分析智能家居网络相关技术，综合比较其成本、技术成熟度及稳定性等因素并结合现代智能家居发展模式，提出利用嵌入式实现智能家居系统的构建方案。
科学性、先进性及独特之处
- 本文所设计的智能家居网络系统采用ARM构成智能家居控制器，其中微处理器选择具有多种方案，再将Linux系统移植到硬件平台上，相比利用多单片机分模块工作，具有集成度高，稳定性好的优点。并且本设计在构建硬件平台及通讯网络时，充分比较可行的相关技术，将不同的技术应用到不同的家居子网络中，达到低成本、高稳定性以及操作简便的目的。
应用价值和现实意义
- 智能家居目前在中国具有极其广阔的市场，但技术、价格等仍然是智能家居市场发展的瓶颈。本文基于目前比较先进的嵌入式技术，以降低成本，增加稳定性为目的设计的智能家居网络系统具备在市场推广的价值。
学术论文摘要
- 论文通过分析智能家居系统的结构，分别从硬件及软件两个方便设计该系统。 在设计硬件方面综合考虑价格、稳定性等因素，提出综合利用电力线网络、以太网络以及无线传输技术共同构建系统中的通信模块，实现家居子网络与控制中心的信息交换功能。 软件模块以基于ARM的LINUX操作系统为平台，设计应用层、接口层、物理层等程序。 最终通过软件与硬件的配合，实现基于嵌入式的智能家居网络系统构建。
获奖情况
- 暂无
鉴定结果
- 暂无
参考文献
- [1] 曹玖新 等.家庭网络技术与发展.微型机与应用.2000.09 [2] 杨思忠，刘锦德.家庭网络及相关技术.算机应用.2000.07 [3] 王磊，邵时.信息家电网络技术.单片机与嵌入式系统应用.20025 [4] 张东来，徐殿国等.多通信媒质信息家电网络控制器的研究.单片机与嵌入式系统应用.2002.08 [5] 叶朝辉，杨士元.智能家庭网络研究与开发.计算机应用研究.2002.06 [6] 杜春雷编著.A明体系结构与编程.北京:清华大学出版社，2006.第8次印刷. [7]赵炯著.Limix内核完全注释[M].北京:机械工业出版社.2004.09 [8] 徐敏.基于嵌入式TCP/IP系统的智能家居实现.安徽职业技术学院学报.2008.12 [9] 黄文龙 等.基于ZigBee和ARM的嵌入式智能家庭安防系统设计.重庆工学院学报.2009.02 [10] 李鸿.几种智能家居网络控制系统方案的分析与比较.现代电子技术.2010.03
同类课题研究水平概述
- 一 国内发展现状 由于中国智能家居发展起步较晚，但智能家居技术在中国发展比较快。目前已经出现的智能家居家庭信息处理平台大致分为三类)。第一类平台是机顶盒技术，第二类平台是家庭网关，第三类平台是拥有自主知识产权的软组合家庭信息平台，它是可选择上网方式的电器大管家平台。以软组合方式与家用电器（音像电器、摄像装置、上网装置、卫星接收装置、保安装置、照明装置以及功能扩展接口等）结成一体。具有可供选择的机顶盒、电脑接口。它与机顶盒结成一体，就兼有第一类平台的功能；它与电脑结成一体，就兼有第二类平台的功能。 二 国外发展现状 美国在1984年建成第一座智能建筑，随后加拿大、欧洲和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、新加坡、日本等国都有广泛应用。 新加坡模式的家庭智能化系统包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、住户信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和系统软件配置等。 近年来，随着嵌入式技术的飞速发展，微处理器的性能不断提高，越来越多的智能家居系统选用嵌入式作为其控制基础，嵌入式技术的引入也必将加速智能家居的发展。
