智能家居无线嵌入式网关硬件平台的设计与实现

智能家居设计方案完整版

智能家居设计方案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

一、系统概述、概述佳乐智能家居拥有完整的智能家居解决方案，能为每个不同的家庭和需求提供成熟的家庭智能化控制管理。让您简单搭建家居智能灯光、家居报警、家居监控、家电控制、家庭背景音乐、家居门禁可视对讲等智能系统。您既能像普通机械开关一样操控智能家居，又能用遥控器、触摸智控，还能用ipad、iphone、Android等远程和本地控制智能家居。而这一切基于同个平台和JALE智能总线，电工标准安装和单元模块化结构，功能可随意增减，让您从基础智控到智能家居王国，打造适合自己的智能家居，提升楼房品质。、功能要求 ☆家居门禁系统智能终端可以方便地接入JALE佳乐可视门铃系统门口机和管理中心，实现访客对讲、留言、留影和门禁功能，成为您家安全的第一道防线。入户门配备指纹锁，只有授予权限的人员才能开启，系统自动发送提醒短信至业主手机上。开启指纹锁可以实现智能联动，开启相应灯光或模式。如“回家”模式，在开门的同时系统自动打开入户门厅灯光，打开客厅窗帘，启动背景音乐，撤防报警器等。业主可登记一枚不常用的指纹，在特殊情况下如被劫持等，可用此枚指纹开锁，在门开的同时系统自动向预先设定的物业或家人的电话发出求救信号。 ☆家居智能灯光智能灯光系统可实现灯光照明的多样控制、远程控制和联动控制，可以任意选择ipad、iphone、电脑、安卓智能手机、智能终端触摸屏、机械控制面板远程或本地操控智能家居设备。控制面板上各按键可自由定义为任意一路灯光或场景，并可根据不同的环境，调用预先设置的灯光场景并联动窗帘、背景音乐、报警等系统。如可在入户定义一个按

2019智能家居设计方案书

2019智能家居设计方案书 20**智能家居设计方案书范文1 一、智能家居系统简介：典众智能家居系统主要采用电力线通信总线技术(荷兰PLC-BUS技术)来实现家居智能化控制，PLC-BUS技术是一种高稳定性及较高价格性能比的双向电力线通信总线技术，它主要利用已有的电力线来实现对灯光、家用电器及办公设备的智能控制。这种电力线通信技术是由位于荷兰阿姆斯特丹市的荷兰ATS电力线通信有限公司(ATS.,CO)研发而成，它们致力于设计、开发和制造先进的电力载波智能家居控制技术，并因此技术的革新被获得多项专利。 ATS.CO公司推出的一整套基于PLC-BUS技术的智能家居控制系统，它重新定义了家庭内部高可靠、低成本智能家居控制的新标准，此项技术拥有超强的系统稳定性和可靠性，为商业住宅提供了更为经济的智能化控制解决方案。而其它的电力线控制技术与PLCBUS技术在系统功能、可靠性和成本上是没办法相比的。PLC-BUS技术的解决方案包括如下领域的应用：灯光控制，电器控制，HVAC控制以及网络与电器设备间的通信。二、设计理念当遇到客户需求时，我们就需要给客户做一个满意而且合适的方案，做一个成功的方案要注意两点，首先是满足客户的功能需求，其次是预期客户心理价位的满足。一个成功的方案，不只是做最强大的功能方案，最主要达到合适度，要分析与推断客户的心理价格、生活习惯、家庭成员组成、性格及职业等。我们今天按常规需求来设计一个别墅智能照明和智能电器控制方案。三、设计案例：别墅智能化设计的具体解决方案

我们已经根据您别墅繁的布局做了一个初步设计方案。整个设计方案基本分为四部分： 1.智能照明系统 2.环境控制系统 3.安防控制系统 4.中央吸尘系统针对以上四个系统部分，我们给予简要的功能设计性描述： 1.智能照明系统 1.1调光软启功能开灯时，灯光缓缓亮起，关灯时，灯光慢慢地变暗，然后熄灭，这个浪漫的过程即保护了您的眼睛免受光线骤变的刺激，又大大延长了灯具的寿命。灯光的亮度可以随意调节，即使将灯光亮度调制萤火状态，光线也不会闪烁。灯光的软启功能可记忆上次灯光亮度级别。 1.2定时功能可以对别墅室内外的灯光系统进行定时功能。在控制方式上为你节约能源时，还能让您感觉家庭照明系统的人性化。假如你长期出门在外，你可以在晚间设置好让家中的灯光自动开启和关闭，可以起到警示的作用。 1.3场景功能各种(组)灯光的变幻组合能在不同的时刻营造出和谐的氛围和浪漫的情调，通过智能照明系统的布线和设置，能轻松的根据自己的喜好组合不同的场景模式。并能将这些场景实现“一键式”存储和开启。每个灯在不同场景中各自的状态和亮度均可设置并记忆，使用时只需轻轻一按，复杂的灯光效果即刻呈现。场景功能中，照明灯光还可以与其它设备(如幕布、窗帘、电视/音响等)配合组合成复杂

嵌入式Modbus-TCP网关的设计与实现

嵌入式Modbus/TCP网关的设计与实现摘要：设计并实现了一种基于嵌入式系统的Modbus/TCP协议转换网关，允许用户通过以太网对Modbus现场总线设备进行监控，实现了以太网与现场总线的互联。测试结果表明该网关工作稳定可靠。对工业以太网与现场总线互联的深入应用具有较高的参考价值和实际意义。关键词： Modbus/TCP; 现场总线; 网关随着企业信息化进程的深入发展，实现企业上层的管理网络与现场控制网络的无缝连接显得越来越重要。基于质量分析的生产管理、与安全相关的测试监控都要求现场的仪器仪表能对现场的信息进行处理并能及时被上级监控和管理网络访问与控制，最终纳入到企业信息管理系统统一的框架中。目前，构成底层控制网络的现场总线技术已获得了广泛的应用。多种现场总线标准并存而相互间无法兼容的问题一直困扰着工业界。将工业以太网应用到现场控制网络已成为当前研究的热点和未来发展的趋势。如何使这种网络结构与工业以太网技术相结合，实现底层生产与上层管理的紧密集成是当前研究的热点。1 Modbus协议及网关拓扑结构 Modbus现场总线协议是Modicon公司于1978年提出的一种现场总线协议[1]。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其他设备之间可以进行通信。该协议内容可以免费获得，因此Modbus的串行链路版本在市场上长期占有主导地位。大量的产品已直接运行或兼容Modbus串行链路版本。 Modbus/TCP工业以太网协议是1999年被开发的Modbus 协议的另一版本[2]，允许用户通过以太网访问设备。协议的开放性及简单易学，使它比很多受商业利益驱使的协议取得更快的发展，受到众多第三方产品厂商、终端用户、系统集成商的广泛支持[3]。本文设计和实现了一种嵌入式协议转换网关，通过Modbus/TCP协议将传统的串行链路通信的Modbus现场总线与以太网相连。用户经由以太网对Modbus设备进行数据采集并对Modbus设备进行远程访问和控制。同时网关还提供Web服务功能，允许通过Web 浏览器直接配置网关的IP地址等信息并保存到网关的非易失性存储器中。图1是嵌入式Modbus/TCP网关的连接示意图。 2 网关总体设计网关选用了ATMEL公司生产的AT91RM9200高性能32位工业级嵌入式微处理器作为网关硬件系统的核心。网关的软件系统将移植μC/OS-II嵌入式实时操作系统和实现TCP/IP协议栈，并在此基础上设计应用层程序。网关的总体设计结构如图2。网关的设计方案将采用开放源代码的嵌入式操作系统和TCP/IP协议栈，因此在取得较高性价比的基础上可取得最佳的扩展性。 3 硬件设计 AT91RM9200是著名半导体厂商ATMEL力推的一款基于ARM920T内核的工业级嵌入式微处理器，为最大功能、最低功耗、最低成本的嵌入式系统提供了一个完整的解决方案[4]，它除具备ARM微处理器传统优势以外，其性能、可靠性和扩展性都大大超过普通的商业级ARM7核心的嵌入式微处理器。硬件系统的结构如图3。 4 软件系统设计嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中使用越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要[5]。网关采用了μC/OS-II实时操作系统。μC/OS-II实时操作系统是专门为嵌入式应用设计的，除了与CPU硬件相关部分是用汇编语言编写外，其他绝大部分代码用C语言编写。μC/OS-II具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良、可靠性高、可扩展性强和移植性好等特点[6]。选择合适的ARM处理器的开发工具可以加快嵌入式系统的开发进度、节约成本、提高效率。CodeWarrior for ARM Developer Suite V1.2集成开发环境是ARM公司推出的新一代ARM集成开发工具，网关的所有程序代码均在此集成开发环境中编译、链接、调试。4.1 μC/OS-II初始化程序设计μC/OS-II操作系统运行前需要对硬件系统的片内和片外存储器、系统堆栈等进行初始化。这些工作与硬件系统相关，难以用C语言实现，需要用汇编语言实现。系统在执行完初始化

智能家居系统设计方案.doc

智能家居系统设计方案 2014 年 12 月

目录一、智能家居系统的概述 ...................................... 错误 !未定义书签。二、智能化家居代表未来趋势 ................................... 错误 !未定义书签。三、设计原则依据 ............................................ 错误 !未定义书签。四、建设目标 ................................................ 错误 !未定义书签。五、系统介绍 ................................................ 错误 !未定义书签。 1 、智能灯光系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 2 、空调系统 . ................................................... 错误 !未定义书签。 3 、安防及对讲系统 .............................................. 错误 !未定义书签。 4 、家庭影音系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 5 、电动窗帘、电动遮阳蓬系统.................................... 错误 !未定义书签。 6 、远程网络遥控系统 ............................................ 错误 !未定义书签。六、灯光控制示例 ............................................ 错误 !未定义书签。七、结论、案例分享 .......................................... 错误 !未定义书签。

智能家居设计方案88405

智能家居设计方案概念及简介又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑（Intelligent Home/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。定义智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、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备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智

能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。智能家居的子系统智能家居系统包含的主要子系统有：家居布线系统、家庭网络系统、智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与

基于ARM技术的嵌入式网关设计.

1 基于 ARM 技术的嵌入式网关设计 Design of ARM-Based Embedded Gateway 吴海平王慧锋 (华东理工大学自动化与控制系,上海 200237 摘要:为解决楼宇自动化系统中不同串行通信协议之间的软件接口问题,从而真正实现现场设备的远程监控与管理功能。为此提出了通过嵌入式网关实现不同串行通信协议到以太网协议的转换方案。嵌入式网关采用结构化设计, 其核心的协议转换模块采用了基于 ARM7TDMI 内核的 32位处理器,内嵌μCLinux 操作系统。该网关实现了楼宇自动化系统中不同串行通信协议之间的转换,实现了统一监控的要求。关键词:嵌入式网关协议转换模块监控 0 引言楼宇自动化中使用了大量串行通信设备,它们采用了不同的串行通信协议,导致智能建筑管理系统(IBMS 和这些设备通信要时分别编写不同的软件接口,使得软件开发、维护和移植工作量增大,随着 Internet 的发展, 对现场自动化设备进行远程监控的需求越来越迫切,但由于现场设备没有以太网接口,很难实现这些设备的远程监控与管理。一种解决上述问题的有效方法就是为这些设备开发具有以太网接口的串口网关。网关又被称为网间协议变换器,用于连接采用不同通信协议的网络,实现网络之间的数据传输。当要求一个报文从一个网段发送到另一个网段时,网关完成对该报文的接收、翻译与转发工作。此类网关传统上都采用 8位或 16位单片机来实现,受到运算能力、存储空间的限制,这些网关仅能提供低速和小数据量的以太网接入,而且实时性差,不能满足楼宇自动化大量监控数据传输要求。此外,这些网关设备只支持特定设备的协议转换,通用性较差,限制了其使用。

智能家居系统系统设计方案

第一章智能家居系统概述住房是生活的原点，未来的家居是什么样子，您想过吗?从美国科幻电影中，从媒体报道中，我们可以窥见未来智能家居生活的一些影子。清晨，轻柔的音乐自动响起并逐步增大音量催您起床，同时窗帘自动打开，音乐舒缓响起，早餐开始自动烹饪，新闻按预定播放。离家出门，您完全不必担心灯还没关，大门还没锁。因为在您开车上公路的时候，只需在手机轻触远程控制界面，智能家居系统会帮您照料好一切;同时安防系统自动布防，出现异常智能侦测，煤气漏了、发生火灾了、有人闯入了，系统将自动及时地通报到小区的管理中心，并将现场情况通过信息发送到正在上班的您面前。回到家中，随着门锁被开启，安防系统自动解除室内警戒，廊灯缓缓点亮，空调、新风系统自动启动，背景乐轻轻奏起。在家中，只需一个遥控器就能控制家中所有的电器。每天晚上，所有的窗帘都会定时自动关闭，入睡前，床头边的面板上，您触动“晚安”模式，就可以控制室内所有需要关闭的灯光和电器设备，同时安防系统自动开启处于警戒状态。在您外出之前只要按一个键（离家情景）就可以关闭家中所有的灯和电器…… 现在和未来随着社会的进步人们物质和精神生活质量的全面提升，安逸和休闲就成了生活基调。而智能家居恰好能迎合、满足人们的需要。现在，楼宇的卖点越来越集中在智能化和生态环保化，而最大的变量和砝码就是智能化。消费者在除了选用传统的节能卫具、灯具来节能的同时，也没有忽视对“智能” 生活的追求。智能化的家装设计可以更好地实现人们对人性化家居的需求，而通过智能家居的应用不但可以实现小区智能化，同样也可以起到节能的效果。未来随着经济的发展，人们对生活质量追求的提高，智能家居也将逐渐引领装修时尚潮流，成为新的消费趋势。第二章设计原则智能家居又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现便捷高质量的生活。 1、实用性智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说，最重要的是以实用为核心，摒弃掉那些华而不实，只能充作摆设的功能，产品以实用性、易用性和人性化为主。

智能家居系统的无线控制方案设计

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/1f4269946.html, 智能家居系统的无线控制方案设计作者：张占军陈诗伟赵煜李未超来源：《科教导刊·电子版》2015年第01期摘要本方案设计了利用树莓派卡片电脑为控制服务器，ZigBee作为无线组网工具的无线智能家居控制系统。通过该系统，用户可以通过网络端实时访问并控制树莓派向ZigBee协调器发送控制命令，并由ZigBee路由器接收协调器转发的命令，从而控制终端电器设备。方案为智能门锁设计了用高低电平控制开闭锁；为智能窗帘设计了两个电机正反转控制窗帘的开闭；为智能电灯设计了通过调光模块调节电灯亮度。关键词树莓派 ZigBee 智能家居中图分类号：TN873 文献标识码：A 智能家居作为一个新兴产业，正于一个成长发展期，技术的发展更新正是物联网智能家居发展方向。当前，智能家居系统尚未有统一的行业标准，其控制方式也形式多样，但有线连接控制的方式居多，与无线相比，安装工作和使用维护的方便性都要逊一筹。随着近两年Wi-Fi、蓝牙和ZigBee等技术突飞猛进地发展和广泛应用，无线技术和设备已带给人们诸多便利，悄然改变着人们传统的生活习惯。本方案在现有智能家居技术的背景下，研究无线智能家居的控制。 1 主要开发设备及环境 1.1 系统控制设备本方案以当前迅速兴起的树莓派（Raspberry Pi）作为系统控制设备。它是一款基于Linux 系统的、只有一张信用卡大小的卡片式计算机，内存为256M、CPU为ARM1176JZF-S，具有多媒体处理能力，具有体积小、价格低廉、功能强大的特点。通过通用端口（GPIO）来控制外连设备，简单的说就是给其26个针脚赋值高低电平，以达到对外部设备的控制。 1.2 无线通信设备随着物联网的发展，衍生出来的无线连接方式多种多样，红外、蓝牙、Wi-Fi和ZigBee等都已成为开发人员研究方向。与蓝牙等相比，ZigBee在家庭自动化控制中，在功耗、距离和组网容量、时延短等方面稍有优势，而Wi-Fi则在连接互联网、智能手机和个人电脑方面表现更好，因此本方案设计使用了两种无线通信技术：Wi-Fi和ZigBee。 2 系统设计 2.1 总体设计目标

基于嵌入式的网关软硬件设计

基于嵌入式的网关软硬件设计随着Internet的普及，实现智能家居远程控制不再是人们的梦想，所谓远程控制，是指管理人员在异地通过计算机网络异地拨号或双方都接入Internet等手段，联通需被控制的计算机，将被控计算机的桌面环境显示到自己的计算机上，通过本地计算机对远方计算机进行配置、软件安装程序、修改等工作。远程唤醒（WOL），即通过局域网络实现远程开机。CAN是控制器局域网络（Controller Area Network, CAN）的简称，是由研发和生产汽车电子产品着称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO118?8）。是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。CAN与以太网采用的网络协议，为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。例如，网络中一个微机用户和一个大型主机的操作员进行通信，由于这两个数据终端所用字符集不同，因此操作员所输入的命令彼此不认识。为了能进行通信，规定每个终端都要将各自字符集中的字符先变换为标准字符集的字符后，才进入网络传送，到达目的终端之后，再变换为该终端字符集的字符。当然，对于不相容终端，除了需变换字符集字符外。其他特性，如显示格式、行长、行数、屏幕滚动方式等也需作相应的变换。 1 网关的硬件设计1.1 系统硬件结构该系统的硬件部分主要由ARM、以太网接口、CAN接口、高速存储器、JTAG口、复位电路和电源等组成，其系统硬件结构如图1所示。ARM移植TCP／IP通信协议和CAN 协议，可完成以太网协议和CAN总线协议转换，实现以太网接口和CAN接口通信数据的透明传输。以太网（Ethernet）指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型

嵌入式智能家居控制系统软件设计

本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目：嵌入式智能家居控制系统软件设计学院：电气工程学院专业班级：自动化1204 学生姓名：刘芳春学号： 120302433 导师姓名：王通开题时间：2016年 3 月 18 日

1.课题背景及意义 1.1课题研究背景、目的及意义目前，几乎所有家庭都有使用各种电器设备，电视、电灯、空调、冰箱等。然而，就当前情况来说，这些设备总是被看成单个的、独立的个体使用，而极少出现一个专门的系统来管理它们、或是将它们糅合为一个具有一定“智慧”的设备集合体。这不仅使得设备使用者不得不在控制和管理这些设备上消耗大量时间和精力，而且容易造成设备使用效率不高，浪费宝贵的能源，这不符合节能环保的国家政策方针。基于这个事实，智能家居的概念应运而生。智能家居又被人们称智能住宅[1]，在国外也叫做Smart Home。智能家居是以个人住所为单位，以控制技术、通信技术计算机技术为基础，以提升人们的日常家居生活为目的的家居控制和管理系统[2]。由于智能家居是一个最近才得到快速发展的行业，当前有许多地方并未得到充分的研究，也有许多研究成果并未能转化成为实际产品。探寻其本质因素有两个。其一，大多数已有的智能家居产品是针对高消费人群设计和开发的，而没有顾及到占人口绝大多数的低端消费人群。因此，其市场本身就不会太大。其二，许多开发出来的产品在性能上并不完全让消费者满意。当前已有的产品中的大多数，或是存在功能单调、或是存在使用不方便等各种缺乏吸引力的不足之处。为了改善这一现状，软件部分设计就成了必不可少的工作，软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包。嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。嵌入式软件是应用程序和操作系统两种软件的一体化程序。对于嵌入式软件而言，系统软件和应用软件的界限并不明显，原因在于嵌入式环境下应用系统的配置差别较大，所需操作系统裁剪配置不同，I/O 操作没有标准化，驱动程序通常需要自行设计[3,4]。嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式系统中应用越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中[5]。它与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用，由它来管理和协调各项工作，为应用软件提供良好的运行软件环境和开发环境。μC/OS-II 是一个完整的，可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。它通过了美国联邦航空管理局商用航行器的认可，符合航空无线电技术委员会对用于航空设备方面所使用的软件性能提出的DO-178B标准认可。目前已有数百个商业应用的μC/OS，该操作系统的稳定性和可靠性得到了充分的肯定[6,7]。该操作系统在智能家居领域中的应用也越来越广泛。因此对于嵌入式智能家居操作系统的研究也越来越有必要。

智能家居设计方案

《无线传感器网络技术》设计方案题目：基于ZigBee的智能家居设计学院：自动化学院班级： 15级自动化3班学号： 115110001089 姓名：金威任课老师：黄成

基于ZigBee的智能家居设计姓名：金威学号：115110001089 摘要随着物联网技术的发展，智能家居系统在人们的生活中应用越来越广泛。相对于传统的智能家居系统，基于物联网技术的智能家居系统性能更优越，体现在布线灵活、成本低、可扩展性好等方面。本设计选用Zig Bee技术构建了智能家居无线通信网络，选定星型网络作为智能家居系统的拓扑结构。其次运用三星公司的S3C2440和Win CE操作系统搭建了嵌入式智能家居网关，并对嵌入式智能家居网关进行了软、硬件设计。最后将嵌入式智能家居网关、智能手机、传感器节点组建了一个智能家居系统模型，经过一系列实验实现了以下功能： 1.智能家居系统内部组网的实现。 2.用户通过家居网关对智能家居系统进行现场监控。 3.用户通过智能手机对智能家居系统进行远程监控。第一章传感器网络结构 1.1 家居传感网络简介智能家居传感网络是由分布在居住环境区域内的若干传感器节点组成，这些传感器节点通过无线技术构成自组织网络，其主要功能是感知、采集和处理网络所覆盖家居中感知对象的各种信息，如温度、气体等，并将节点感知的信息传输到智能家居网关，之后通过互联网或GPRS 到达PC 机或智能手机，并通过管理设备界面显示出来。从网络的角度来看无线传感器网络也是一个完备的网络体系，由多个节点组成在一起，不同的节点扮演不同的功能实体。典型的智能家居传感网络通常由无线传感器节点、智能家居网关和管理设备组成，在本文中管理设备是指PC 机或智能手机，智能家居传感网络体系结构如图1.1所示。

基于物联网的嵌入式智能网关的设计

基于物联网的嵌入式智能网关的设计目前，全球都十分关注物联网技术以及其所带来的价值，掌握物联网技术无疑占据了主动的地位，因此不能忽视其广泛的市场前景。 1 物联网网关概述目前，物联网的结构有三种分类：感知层、网络层以及应用层。 1.1 感知层同人体的感知一样，物联网也有感知层。该结构主要是借助传感器去感知，同人们一样去识别相关信息，这赋予了物联网以智能感知的功能。 1.2 网络层网络层的功能就像是人体神经系统对信息进行处理一样，与感知层相比，其功能更加强大，也更加复杂。 1.3 应用层应用层是第三层结构，也是物联网结构的顶层，能够实现物联网技术和其他技术的结合，实现物联网的多领域、多行业应用。并且，这三种结构缺一不可。感知层能够起到感知信息的作用，其主要是借助传感器来实现的，如果没有太多的传感器，还可以借助网络与设备的连接实现传感器的功能，但这样会造成资源浪费。为了节省资源，顺利实现数据传送，最好能够将所有的设备与网络层相连，实现数据的统一传送。为了避免传感器设备不足造成的资源浪费问题，最好能够在感知层和网络层之间设置一个汇聚层，通过该汇聚层衔接这两个结构，就不会出

现资源浪费的问题，并且能够实现数据的传送。 1.1 物联网系统的分析物联网网关需要高度重视，其功能先进，全面，不仅可以感知，还能够实现远程监控，并且可以接入不同的网络。物联网网关的感知功能主要是以网络形式来体现的，并且配合多功能传感器获取不同的信息进行感知。这些传感器的接入形式不同，从目前来看，主要可分为有线和无线两种接入模式。有线接入的速度较慢，不具备无线接入的某些功能，因此，无线网络的应用越来越频繁。目前，常见的移动设备都具备无线网络的接入功能，并能够实现快速传送，这样就可以大大提高无线网络的使用范围。随着无线网络的不断发展，其必定会成为主要的接入方式。不同结构进行网络互通所采用的传感器不同，对信息的感知也会不同，为了实现不同结构的网络互通，需要设置一个协议网络。因为，协议网络可以实现不同结构的网络互通，如果沒有协议网络的支持，数据的交流就会变得十分困难。目前常见的协议网络主为Mod bus，在许多领域都有其身影。在物联网系统中，检测控制管理是一个重要的功能，其主要目的是对数据进行监控，实现科学的管理。首先，在网关中有许多不同的功能，对这些功能进行合理控制，就能够实现物联网技术的突破，为人们的生产和生活带来方便。其次，对网络连接进行集中管理，也是检测控制管理的常见功能。检测控制管理主要是对系统和外界的网络进行内外监控与管理，其功能更加全面。

智能家居系统设计方案四篇

智能家居系统设计方案四篇篇一：智能家居系统设计方案智能系统设计范围：本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。智能系统设计的原则：用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。系统功能描述：以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统：区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述：

①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、Internet随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。 ②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防LCD屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅设备设置：电动窗帘面板、背景音乐面板、RF多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。功能描述： ①用1只触控开关取代普通的多个开关，客厅设计出如下场景：会客、休闲、明亮、全关等；餐厅设置如下多个场景：用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合，弹指之间，灯光瞬息变换，细微处彰显气派和尊贵。

嵌入式智能家居控制系统设计发展策略

嵌入式智能家居控制系统设计发展策略伴随着人们工作节奏的加快和工作环境的不确定性，人们越来越注重居住环境的安全，希望能在第一时间知道家中的安全情况，因此，设计一种智能家居远程控制系统具有良好的实际意义[1]。目前，大多数嵌入式系统都以处理器为核心，与一些检测、监控设备配合实现一定的功能，但是由于视频图像传输的影响以及监控界面的问题，客户端的远程监控效果并不理想[2]。如果嵌入式智能家居系统能够连接到Internet和GPRS模块，则用户可以通过远程登录界面来了解家居环境信息[3]。因此，本文提出了一款具有网络功能的智能家居控制系统的实现方案，使用火狐浏览器作为上位机，采用JPEG高效压缩算法对视频图像进行压缩[2]，用户不仅可以通过浏览器监测家居环境信息，还可以访问Web服务器中的视频，同时，GPRS通信模块还能将异常信息以短信方式通知用户，提高了智能家居控制的灵活性[4]。 1 系统架构系统采用S3C2440处理器作为主控芯片，该芯片是基于ARM920T 内核的RISC微处理，S3C2440处理器内部集成了很多控制器接口，便于与外部器件连接。整个系统通过传感器检测家居环境，USB摄像头采集视频数据。当系统接入Internet，用户就可以登陆家居管理主页，查看各种传感器的数据信息，操作室内照明灯，还可以浏览家居画面。当室内有危险时还能触发本地蜂鸣器报警，并能通过GPRS通信系统向用户发送紧急短信。整个系统的结构如图1所示。图1 系统结构框图

1.1 硬件设计（1）嵌入式微处理器本设计使用TX2440A开发板进行设计。采用S3C2440处理器作为主控芯片，主频可以达到400 MHz，具有MMU管理单元、控制器、支持外部存储器，板载64 MB SDRAM，256 MB NAND Flash，LCD显示部分为3.5英寸TFT真彩色液晶屏，网络芯片为DM9000，1个10M 以太网RJ-45接口，4个USB Host，1个USB Slave B型接口。TX2440A 开发板上还扩展了丰富的接口，如蓝牙接口、CAN接口、ZigBee接口等，方便进行软件调试以及系统测试。（2）视频采集模块采用了ZC301摄像头，利用Linux提供的Video4 Linux API函数对USB摄像头采集视频数据[4]，然后将视频数据通过内部总线发送到视频流服务器MJPG-streamer上[2]，视频流服务器将视频图像数据进行压缩后，采用TCP/IP协议进行远程传输，再通过CGI函数集实现客户端与服务器的之间的交互，远端客户机通过浏览器就可以查看现场监控画面[1]。（3）传感器模块本系统采用DS18B20温度传感器采集室内温度；采用HIH-4000湿度传感器采集室内的湿度；采用DSM501A粉尘传感器来检测室内粉尘浓度；采用PIP探头LH1778为核心的检测电路来检测是否有人员入侵，并利用蜂鸣器进行本地报警和GSM短信报警。这些传感器模块通过S3C2440 的I/O口接到控制中心，并把采集到的信息发送到

智能家居设计方案

智能家居方案老师：施泽全老师姓名：陆文龙班级：物联网131班时间：2014年12月20日

前言随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。家庭智能化即智能化家居（Smart Home），亦称数字家园（Digital Family）、家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（E-home）、智能化住宅（Intelligent Home）、网络家居（Network Home）、智能屋（Wise House，WH）、智能建筑（Intelligent Building）等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。其从控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。 1、智能家居系统体系结构家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图1所示。

图1 智能家居系统结构框图 2、系统主要模块设计 2.1 照明及设备控制智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设备控制可以通过智能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主从机两大模块，当主机触发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主机模块实现交互式通信。系统主框图如图2所示，系统主从模块的程序流程图如图3所示。其中主机相当于网络的服务器，主要负责整个系统的协调工作。

智能家居设计方案

比较全的一套智能家居设计方案智能系统设计范围：本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。智能系统设计的原则：用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。系统功能描述：以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统：区域：庭院主楼负一层：影音娱乐室、储藏间、楼梯主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、卫生间、楼梯主楼二层: 二层休闲厅、主卧室及主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 负一层： 1、影视娱乐室 ①控制对象：灯光开关、灯光调光、电动窗帘、电视、AV播放设备、中央空调。 ②在入口安装1只“智能控制面板”，对以上设备进行智能化控制，设置6组常用场景模式：“准备”、“电影”、“中间休息”、“纯音乐”、“调光”、“离场”。按下“准备”模式，灯光自动调亮，空调自动启动，人员入场，做准备工作。按下“电影”模式，灯光逐渐暗下（过度时间2秒），只留有最后面的两个壁灯在5%的亮度，电动窗帘自动闭合，电视机自动打开。按下“中间休息”模式，灯光渐亮，方便休息，喝点咖啡。按下“纯音乐”模式，单独的音乐欣赏，灯光调节到一个温和的亮度。按下“调光”模式，可对以上四个场景的灯光亮度做手动调节，以适合不同人的要求。

嵌入式智能家居系统总体设计

系统总体设计 §1.1系统结构框架智能家居图形用户界面（GUI）呈现给用户的应当是高度的可靠性和美观，易操作的界面。这就要求一种占用资源少并能支持多种字符集的机制。系统内部通常包含网络通信，图形显示等等模块，几个程序之间并发执行，这就涉及到进程间的通讯。本文提出了一种基于Vxworks应用程序开发框架的智能家居管理系统，不仅提供了操作简单，多种语言支持的前台图形操作窗口，还利用LCD 触摸屏技术对信号进行输入，达到方便快捷易操作的目的。系统本身是面向接口的，易于扩展和维护，符合软件工程化的要求。图1 智能家居终端系统结构根据家居的设备管理控制的分类，在界面管理上实现如下功能：家居安防，家电控制，照明控制，温度控制，气体检测，及系统设置等模块。本系统的结构图如图1所示。终端系统工作时，后台进程会循环监听服务器，检查服务器端有没有新的消息发送，如有新的信息到来，则通知终端的GUI程序对界面做出响应，以提示用户处理，而服务器的连接通过TCP/UDP实现。同时终端的GUI响应用户的相关操作，通过后台程序实现对各种电器的管理和服务器的通讯，记录用户操作和各种传感器的反馈数据等。 §1.2系统模块设计系统的模块设计主要有三部分组成：微处理器模块、CAN总线模块和人机接口模块组成。 §1.2.1微处理器模块这里用的嵌入式微处理器是32位的RISC微处理器S3C2410A。

S3C2410A是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器，只要面向高性价比、低功耗的手持设备应用。S3C2410A在片上集成了单独的16KB指令cache 和16KB数据cache，并且提供了一组完整的系统外围设备接口，从而大大减少了整个系统的成本，缩减了系统配置额外器件的开销。S3C2410A芯片集成了大量的功能单元： (1)内部1.8V，存储器3.3V，外部I/O3.3V，16KB数据Cache，16KB指令Cache，MMU。 (2)内置外部存储器控制器（SDRAM控制和芯片选择逻辑）。 (3)LCD控制器，一个LCD专业DMA。 (4)4个带外部请求线的DMA。 (5)3个通用异步串行端口（IrDA1.0，16-Byte Tx FIFO and 16-Byte Rx FIFO），2通道SPI (6)一个多主I2C总线，一个I2S总线控制器。 (7)SD主接口版本1.0和多媒体卡协议版本2.11兼容。 (8)4个PWM定时器和一个内部定时器。 (9)看门狗定时器。 (10)117个通用I/O。 (11)56个中断源。 (12)24个外部中断。 (13)8通道10位ADC和触摸屏接口。 (14)16/32位RISC体系结构，使用ARM920T CPU核的强大指令集。 (15)指令缓存（Cache）、数据缓存、写缓存和物理地址TAG RAM，减小了对主存储器带宽和性能的影响。 §1.2.2CAN总线模块由于S3C2410A不带CAN总线控制器，因而采用串行外设接口SPI进行扩展，其接口原理图如下所示。CAN总线控制器选用Microchip公司的MCP2510，MCP2510是一种带有SPI接口的CAN控制器，它支持CAN技术规范V2.0A/B；并能够发送和接收标准的和扩展的信息帧，同时具有接收滤波和信息管理的功能。MCP2510通过SI接口与MCU进行数据传输，最高数据传输速率可达5Mb/s，MCU可通过MCP2510与CAN总线上的其他MCU单元通信。MCP2510内含三个发送缓冲器、两个接收缓冲器。同时还具有灵活的中断管理能力，这些特点使得MCU对CAN总线的操作变得非常简便。其结构图如图2所示，MCP2510的主要特点如下： (1)支持标准格式和扩展格式的CAN数据帧结构； (2)0~8字节的有效数据长度，支持远程帧； (3)最大1Mb/s的可编程波特率； (4)2个接收缓冲区，三个发送缓冲区； (5)SPI告诉串行总线，最大5MHz； (6)3~5.5V宽电压范围供电；

【标准】基于Zigbee技术的智能家居系统设计方案

基于Zigbee技术的智能家居系统设计方家居设备通过Zigbee 进行无线组网，把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上，进行实时的显示并进行后续的利用和控制；同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别。如入侵检测，人脸检测和识别等。智能家居又称为智能住宅，在国外常用Smart Home 表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electr ON ic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（Intel ligent Home/Building）等。智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。智能家居可以提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流通畅，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。 1 项目概述 1.1 智能家居发展概况智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30 年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003 年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。 1.2 开发板主要参数本项目所使用开发板为Real6410 开发板，采用三星公司的ARM11 内核的处理器 S3C6410.开发板上还集成了123 M的DDR 内存以及1 GB NandFlash, 同时预留了