【正文】 M 通信技術(shù) ........................................................................... 12 本章總結(jié) ............................................................................................... 12 第 4 章 智能家居硬件平臺設(shè)計(jì) ........................................................................ 13 嵌入式 Li nux 硬件環(huán)境構(gòu)建 ............................................................. 13 主機(jī)與目標(biāo)板結(jié)合的交叉開發(fā)模式 ........................................ 13 硬件資源 ............................................................................................. 13 ARM 核心板 ............................................................................... 13 核心板電路說明 ........................................................................ 14 GPRS 模塊 .................................................................................. 15 RFID 模塊 .................................................................................. 15 本章小結(jié) ............................................................................................... 16 中山 大學(xué)南方學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 第 5 章 智能家居軟件設(shè)計(jì) ................................................................................ 17 系統(tǒng)軟件平臺搭建 ................................................................................ 18 引導(dǎo)程序移植 ............................................................................. 18 Linux 內(nèi)核移植 .......................................................................... 18 QTE 應(yīng)用程序交叉編譯 ............................................................ 21 智能家居終端的設(shè)計(jì) ............................................................................ 21 家居控制界面 ............................................................................ 21 數(shù)碼相冊界面 ............................................................................ 22 播放器界面 ................................................................................ 25 游戲界面 .................................................................................... 28 主要技術(shù)設(shè)計(jì) ....................................................................................... 31 GSM 模塊設(shè)計(jì) ........................................................................... 31 攝像頭模塊設(shè)計(jì) ......................................................................... 36 與 ZigBee 的串口通信模塊設(shè)計(jì) ............................................... 39 虛擬鍵盤的設(shè)計(jì) ......................................................................... 41 溫濕度模塊 ................................................................................. 45 本章小結(jié) ................................................................................................ 49 第 6 章 系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................................ 50 系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境 ........................................................................................ 50 系統(tǒng)調(diào)試方法與結(jié)果 ............................................................................ 50 本章小結(jié) ................................................................................................ 53 總結(jié)與展望 .......................................................................................................... 54 致 謝 .................................................................................................................. 55 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 56 中山大學(xué)南方學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 智能家居的概念 智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、 智能 家居 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境 [1]。 它利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)綜合布線技術(shù)將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起通過統(tǒng)籌管理讓家居生活更加舒適安全有效與普通家居相比智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能還能由原來的被動(dòng)靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的功能它能提供全方位的信息交換幫助家庭與外部保持信息交流暢通優(yōu)化人們的生活方式幫助人們有效安排時(shí)間增強(qiáng) 家居生活的安全性甚至節(jié)約各種能源和資金起到綠色環(huán)保節(jié)約的功效 [2]。 家居智能化系統(tǒng)將家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器以及家庭保安裝置通過有線或無線的方式連接起來，并進(jìn)行集中或異地的監(jiān)控、管理，保持家庭住宅環(huán)境的舒適、協(xié)調(diào)。與普通的家居相比，智能家居不僅具備傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適溫馨，高效安全的高品位生活環(huán)境，還將一個(gè)被動(dòng)靜止的居住環(huán)境提升為一個(gè)有一定智慧協(xié)助能力的體貼的生活幫手，進(jìn)一步優(yōu)化住戶的生活質(zhì)量。 智能家居國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外智能家居的研究現(xiàn)狀 直到 1984 年美國聯(lián)合科 技公司（ United Techno1ogies Building System）將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州（ Conicut)哈特佛市（ Hartford）的 CityPlaceBuilding 時(shí)，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕 又稱智能住宅，在國外常用 Smart Home表示。自從世界上第 1 棟智能建筑在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家先后提出了各種智能家居的方案，智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有了廣 泛的應(yīng)用。新加坡模式的家庭智能化系中山大學(xué)南方學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 統(tǒng)包括三表抄送功能、安防報(bào)警功能、可視對講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、住戶信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和系統(tǒng)軟件配置等 [12～ 14]。 進(jìn)入 21 世紀(jì)以后，國外智能家居技術(shù)的發(fā)展達(dá)到了高潮。德國弗勞恩霍夫研究會建成一座內(nèi)部完全實(shí)現(xiàn)了電子化和網(wǎng)絡(luò)化的樣板智能住宅； 2021 年，美國已有近 4 萬戶家庭安裝了“家庭智能化系統(tǒng)”，同樣在新加坡也有近 30 個(gè)社區(qū)的 5000 戶家庭采用了“家庭智能化系統(tǒng)”； 2021 年最受關(guān)注的當(dāng)屬美國微軟公司總裁比爾 蓋茨花費(fèi)巨資構(gòu)建的智能家居系統(tǒng)，堪稱當(dāng)今智能家居的經(jīng)典之作[6]。 目前，無論從技術(shù)還是標(biāo)準(zhǔn)的制定來看，發(fā)展基于網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)的時(shí) 機(jī)己經(jīng)成熟。根據(jù) IDC 的統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年，在美國家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和與家居有 關(guān)的網(wǎng)關(guān)市場規(guī)模己達(dá) 57 億美元，美國的家庭網(wǎng)關(guān)己達(dá) 450 萬個(gè) [15]。 國內(nèi)智能家居的研究現(xiàn)狀 與國外相比，智能家居在中國的發(fā)展時(shí)間要晚很多。很多人將智能家居在國內(nèi)的發(fā)展過程劃分為概念年、研發(fā)年、實(shí)驗(yàn)?zāi)辍⑼茝V年以及普及年幾個(gè)階段 [3]。 中國的 3G 牌照在 2021 年正式發(fā)放，這加速了智能家 居和 3G 技術(shù)的融合 ，和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一起推動(dòng)智能家居向互聯(lián)一體化的方向發(fā)展。在某廠家推出的針對單戶的智能家居系統(tǒng)中， TCP/IP 協(xié)議發(fā)揮了重要作用。該系統(tǒng)中，溫濕度傳感器、亮度傳感器、紅外傳感器、火災(zāi) /煤氣報(bào)警器、震動(dòng)傳感器和玻璃破碎傳感器的檢測信號通過基于 TCP/IP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳送到控制中心，推動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作。為方便居住者設(shè)定家居模式，設(shè)置了一鍵調(diào)整的功能 ，借助于 3G 網(wǎng)絡(luò) ，通過無線遙控器或手機(jī)達(dá)到一鍵調(diào)整的目的。 ZigBee 技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等也為智能家居的發(fā)展提供了更為廣闊的空間 [16]。 2021 上海世博會吸引了全世界的目光，“城市，讓生活更美好”的主題更是將未來美好生活詮釋得淋漓盡致。世博館里的“高智商”家居頻頻亮相，你如果想從冰箱里取食品，甚至都不需要打開冰箱門，安裝在冰箱外部的顯示屏直接就向你提供從存取食物到網(wǎng)上訂購等一條龍服務(wù)??一切都顯得那么的方便舒適。智能家居亮相世博園，預(yù)示著智能家居離人們的生活越來越近，世博再一次讓智能家居發(fā)燒 [18,19]。 在國內(nèi)，智能家居盡管起步較晚，但大有風(fēng)行正健的趨勢。目前，北京市已經(jīng)計(jì)劃建設(shè) 30 個(gè)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，總戶數(shù)將達(dá)到 3 萬戶，按照建設(shè)部的要求，到 2021年，大中城市中 60％的住宅要實(shí)現(xiàn)智能化 [17]。 中山大學(xué)南方學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 隨著高科技和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，安全、舒適、便利的生活環(huán)境已經(jīng)不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢想。由于智能家居系統(tǒng)能夠?yàn)槿藗兲峁└虞p松、有序、高效的現(xiàn)代生活環(huán)境，因此已經(jīng)成為房地產(chǎn)商追逐的熱點(diǎn)。在未來，沒有智能家居系統(tǒng)的住宅將像今天不能上網(wǎng)的住宅那樣不合潮流。相信不遠(yuǎn)的將來，智能家居一定會更好地造福人類。 智能家居的發(fā)展趨勢 功能多元化是智能家居的發(fā)展載體：智能家居廠家以家居生活的某一個(gè)方面為主要載體，融合更多方面的控制功能，為用戶提供高性價(jià)比和有完 善售后的智能家居解決方案。較為典型的案例是，圍繞家居智能安防系統(tǒng)這個(gè)中心，配備燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、溫濕度控制系統(tǒng)等，讓智能擴(kuò)展到家居生活的更多方面。再如，在樓宇對講系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入可視通信、物業(yè)管理、多媒體控制和信息服務(wù)，使小區(qū)管理更加人性化 [16]。 有專家預(yù)測，智能家居系統(tǒng)將向著高度智能化高度靈活性和互操作性的方向發(fā)展更具感