【正文】 廣西科技大學鹿山學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目： 基于 3G 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計 系 別： 電子信息與控制工程系 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 講 師 二〇一四年五月二十日 廣西工學院鹿山學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘要 隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們生活水平提高，智能家居也得到快速發(fā)展 。 3G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因其支持無線遠程傳輸圖像、音樂、視頻及網(wǎng)頁瀏覽等多種業(yè)務(wù)，成為智能家居行業(yè)發(fā)展的新技術(shù)。一個能實現(xiàn)遠程控制、視頻監(jiān)控、多媒體通信等功能智能家居系統(tǒng)直接決定了智能家居的服務(wù)水平。因此對基于 3G 網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)的研究具有重要意義。 本文對國內(nèi)外智能家居現(xiàn)狀進行分析后，根據(jù)人們需求，提出了一個通信距離長、可靠性高、服務(wù)完善的智能家居系統(tǒng)方案。本文主要結(jié)合 3G、 ZigBee、以太網(wǎng)等通訊技術(shù)解決智能家居內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的問題，并從硬件與軟件兩方面設(shè)計了家居系統(tǒng)的中樞設(shè)備家庭網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn) 3G 網(wǎng)絡(luò)接入智能家居 系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 3G 網(wǎng)絡(luò)；智能家居；家庭網(wǎng)關(guān)；遠程控制 廣西工學院鹿山學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract With economic development, people39。s living standards improve, the smart home has also been rapid development. 3G wireless work technology because of its support for remote transmission of images, music, video, and web browsing and other business, the development of new technologies to bee smart home industry. One can achieve remote control, video surveillance, multimedia munications and other functions of smart home smart home system directly determines the level of service. Therefore, the study of 3G work based smart home system is important. After this paper, smart home systems analysis and abroad, bined with the actual needs of the people, made a long distance munications, high reliability, improve services smart home system solutions. This paper bines 3G, ZigBee, Ether and other munications technology to solve the problem of intelligent home working internal work, and from both hardware and software aspects of the design of the home system central home gateway device to achieve 3G work access smart home system. Keywords: 3G work ； smart home 。 residential gateway； remote control 廣西工學院鹿山學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 1 緒論 ............................................................ 1 課題背景及意義 ............................................ 1 智能家居的發(fā)展史 .......................................... 1 智能家居的國外現(xiàn)狀 ........................................ 1 智能家居的國內(nèi)現(xiàn)狀 ........................................ 2 本文章節(jié)安排 .............................................. 2 章節(jié)小結(jié) .................................................. 3 2 智能家居系統(tǒng)通訊技術(shù)簡介 ........................................ 4 3G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹 ............................................ 4 3G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點 ..................................... 4 3G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準分析 ................................... 4 3G 網(wǎng)絡(luò)于智能家居的應(yīng)用 ............................... 5 ZiBee 技術(shù)簡介 ............................................. 5 以太網(wǎng)技術(shù)簡介 ............................................ 6 本章小結(jié) .................................................. 7 3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ................................................ 8 智能家居系統(tǒng)功能需求 ...................................... 8 智能家居系統(tǒng)設(shè)計原則 ...................................... 8 智能家居系統(tǒng)設(shè)計需要解決的問題 ............................ 9 智能家居系統(tǒng)服務(wù)框架設(shè)計 ................................. 10 智能家居系統(tǒng)的主要功能 ................................... 10 系統(tǒng) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ......................................... 13 章節(jié)小結(jié) ................................................. 14 4 智能家居系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 ........................................... 15 智能家居總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................. 15 智能家居系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng) ................................. 15 家庭傳感網(wǎng)絡(luò)及控制網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng) ............................... 16 智能家居控制網(wǎng)絡(luò)控制流程 ................................. 17 本章小結(jié) ................................................. 18 5 家庭網(wǎng)關(guān)平臺設(shè)計 ............................................... 19 家庭網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計 ......................................... 19 家庭網(wǎng)關(guān)軟件系統(tǒng)設(shè)計 ..................................... 21 家庭網(wǎng)關(guān)軟件構(gòu)架設(shè)計 ................................ 22 3G 網(wǎng)絡(luò)通過 PPP撥號接入到家庭網(wǎng)關(guān)的過程 .............. 23 PPP 技術(shù)實現(xiàn) 3G網(wǎng)絡(luò)接入 .............................. 23 章節(jié)小結(jié) ................................................. 24 結(jié)束語 ............................................................ 25 致謝 .............................................................. 26 參考文獻 .......................................................... 27 廣西工學院鹿山學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 課題背景及意義 隨著科技的發(fā)展，生活水平提高，人們也越來越向往安全、便捷、舒適、可靠的家庭環(huán)境。但是家用電器產(chǎn)品隨著科技發(fā)展，家用電器產(chǎn)品種類越來越多，功能也越來越多，雖然部分家用電器已經(jīng)實現(xiàn)智能化，但是人們被這些功能繁多，種類繁多的家居電器包圍著，使生活也變得繁瑣。人們 需要一個能將眾多家用電器整合起來統(tǒng)一管理的系統(tǒng)。在這背景下，如何設(shè)計一個可靠性高，功能齊全，控制簡單的智能家居系統(tǒng)成為一個新的研究課題。 智能家居是在 20 世紀末引進中國，在中國也有了十幾年的發(fā)展，但是目前國內(nèi)的智能家居存在著標準不規(guī)范、智能化不高、功能不齊全、價格昂貴等問題。針對這些問題，本文提出一種拓展性強，功能齊全、成本低、使傳統(tǒng)的家用電器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的智能家居理念。為人們創(chuàng)造一個舒適的家庭環(huán)境。 智能家居的發(fā)展史 智能家居的發(fā)展可以分為三個階段： 第一個階段，電氣化階段， 20 世紀 70 年代，電 子技術(shù)普及應(yīng)用到家庭中，如冰箱、空調(diào)、微波爐、電風扇等等。但是這些電器都是相互獨立的，不能聯(lián)動控制。 第二個階段，自動化階段， 20 世紀 80年代到 90 年代，隨著科技發(fā)展，智能家居進入了自動化的階段，緊急報警按鈕，指紋鎖，門磁開關(guān)等安保設(shè)備和一些家用電器已經(jīng)可以部分聯(lián)動。 第三個階段，即是家居智能化階段，由于科技的迅速的發(fā)展， 20 世紀 90 年底中后期，住宅中的安防系統(tǒng)和通信設(shè)備等各種家用電器，通過總線技術(shù)進行管理、并實現(xiàn)行遠程控制，無線控制等功能。 智能家居的國外現(xiàn)狀 隨著人們生活水平的 提高和科技的提高，人們越來越重視生活質(zhì)量，而家居設(shè)備作為人們?nèi)粘Ｉ钣闷?，其用得安全放心，用得舒心，用得省心，將提高人們的生活幸福指?shù)，這就是智能家居的意義所在，而智能家居經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，已經(jīng)進入一個相對成熟的階段， 1996 年，英國提出環(huán)保，節(jié)能，生態(tài)和智能化的智能住宅概念，他們認為這是二十一世紀住宅建設(shè)的 4 大主題。 1998 年由英國 BBC 組織并用 6個月的時間設(shè)計和現(xiàn)場組建了 Iteger(中國稱它為聰明屋 )，它生態(tài)環(huán)保，如它有個生活水處理系統(tǒng)，可以將室內(nèi)用水收集到地下水箱，經(jīng)過處理，再用于洗車，澆花草等。廣西工學院鹿山學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 它也節(jié)能，屋頂用了太陽能，地下用兩個熱泵提出大地的熱量，并且設(shè)計了一套儲存熱量的系統(tǒng)，可以將夏天提取到的熱量儲存起來，成為冬天的熱源。它也具有智能化，在住宅里安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可監(jiān)控住宅內(nèi)外的場景，在門口安裝了智能鎖，在門窗處安裝了震動和紅外安防探頭，這些都保證了住宅的安全，而家電采用紅外遙控系統(tǒng)，可以控制室內(nèi)的音頻系統(tǒng)，對于像微波爐，電冰箱等也設(shè)置了相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 聰明屋建好以后，智能住宅就備受關(guān)注，其他國家也爭相發(fā)展 ,在詮釋一個未來的家庭是什么樣子的，韓國的 Ubiquitous 就是很好的例子，它向人們 展現(xiàn)的未來家庭應(yīng)該是，可以遠程監(jiān)控家庭內(nèi)的信息，在家里，如買回來的東西放冰箱里，冰箱屏幕顯示器會顯示冰箱內(nèi)物品的信息，如食品的有效期等。 智能家居的國內(nèi)現(xiàn)狀 20 世紀 90 年代，中國才引進智能家居這一概念，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，智能家居行業(yè)競爭也越來越激烈，國內(nèi)涌現(xiàn)出如 GKB 數(shù)碼屋、海爾 Uhome、科佳 Omelife 等這些技術(shù)相對成熟，擁有自己獨特的智能家居理念的企業(yè)。如海爾 Uhome 的“智慧居”其設(shè)計理念是“智慧物聯(lián)，感知生活，多屏合一，集中控制，移動對講，掌上操控，智能感知，舒適盡享”。該系統(tǒng)采 用 智慧物聯(lián)核心技術(shù)，能將智能安防、燈光控制