【正文】 承諾人： 2010年5月 30。本人熟知學(xué)校對(duì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）抄襲、剽竊現(xiàn)象按作弊處理，對(duì)已畢業(yè)的學(xué)生，學(xué)校將追回畢業(yè)證和學(xué)位證書(shū)。還要感謝我的父母，正是他們?cè)谖衣那髮W(xué)生涯中給了我最大的關(guān)心、理解、支持和鼓勵(lì)。其次感謝學(xué)院各位老師、領(lǐng)導(dǎo)給予的幫助。張老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的以及忘我的工作熱情對(duì)我的一生都有著非常深遠(yuǎn)的影響，激勵(lì)我不斷努力學(xué)習(xí)和工作，向著更高的人生目標(biāo)奮斗!許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的老師、同學(xué)及朋友，他們?yōu)槲艺撐牡耐瓿商岢隽嗽S多寶貴建議及真知灼見(jiàn)，所有這些都將使我我終生受益。張老師具有淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和廣博的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在專(zhuān)業(yè)方向具有獨(dú)到的見(jiàn)解。在此向他們表示衷心的感謝。我之所以選這個(gè)論題方向正是因?yàn)樽约合雽W(xué)點(diǎn)相關(guān)知識(shí)，通過(guò)不斷的努力學(xué)習(xí)，我對(duì)自己所該專(zhuān)業(yè)方向產(chǎn)生了很大的興趣，對(duì)未來(lái)的工作也充滿信心，我相信，認(rèn)真完成畢業(yè)論文將會(huì)使我終身受益，這也將在我未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中體現(xiàn)出重要的價(jià)值，是我人生畫(huà)卷中濃重的一筆?？傊?，智能家居的發(fā)展和推廣，是對(duì)人們生活和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重大意義的，它的發(fā)展必然給我們工作生活的各個(gè)方面帶來(lái)積極的作用。低功耗、低成本、易于組網(wǎng)和維護(hù)的家庭智能化系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，已成為一項(xiàng)有關(guān)自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、通信等多學(xué)科交叉研究課題。利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)了家庭內(nèi)部無(wú)線組網(wǎng),可以在遠(yuǎn)地通過(guò)電話和網(wǎng)絡(luò)對(duì)家中的家電等家庭聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,在家中利用無(wú)線PDA實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的集中管理和控制。對(duì)安全防衛(wèi)性、傳感器(如人體熱釋電傳感器、紅外傳感器、門(mén)磁開(kāi)關(guān)以及煤氣、煙霧傳感器等)所得數(shù)據(jù)，則由下位機(jī)采用 “門(mén)限法GT” 進(jìn)行融合預(yù)處理，然后由上位機(jī)進(jìn)行決策級(jí)融合處理，若判定為告警數(shù)據(jù)，則通過(guò)有線電話(也可通過(guò)移動(dòng)電話)或 Internet 向所設(shè)定對(duì)象發(fā)出報(bào)警信息。由于數(shù)據(jù)較為簡(jiǎn)單，因而采用傳統(tǒng)的 “近鄰法NN” 進(jìn)行處理。程序采用 C51 單片機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)。解包程序應(yīng)能有效地辨別正確數(shù)據(jù)，降低誤碼率，提高系統(tǒng)通信速率。解包是將有效的數(shù)據(jù)從噪聲和隨機(jī)數(shù)據(jù)中區(qū)別出來(lái)的過(guò)程。 數(shù)據(jù)發(fā)送程序圖 數(shù)據(jù)接收程序圖 圖52 上位機(jī)主程序流程圖 圖53藍(lán)牙數(shù)據(jù)處理流程圖 數(shù)據(jù)包處理程序 由于傳感網(wǎng)絡(luò)中除數(shù)字(開(kāi)關(guān))量傳感器外，還有模擬量傳感器，所以數(shù)據(jù)在傳送之前需要進(jìn)行相應(yīng)處理。初始化程序還要通過(guò)MCU對(duì)藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送命令分組。初始化階段，模塊先發(fā)送HCI命令，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙設(shè)備的復(fù)位、啟動(dòng)、地址查詢(xún)、自動(dòng)巡檢和跳頻算法等初始化操作，與上位機(jī)建立藍(lán)牙物理鏈路和L2CAP鏈路。它通過(guò)多種途徑 （Internet、有線電話、手機(jī)等）從多樣的外部網(wǎng)絡(luò)接收通信信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息交互。 （a） 上位機(jī)發(fā)送命令 (b) 接收三表數(shù)據(jù) (c) 接收告警數(shù)據(jù) （d）藍(lán)牙HCICAL數(shù)據(jù)包格式 （e）HCISCO數(shù)據(jù)包格式 圖51 無(wú)線通信數(shù)據(jù)格式 軟件結(jié)構(gòu) 圖52所示為控制中心(上位機(jī)， 也稱(chēng)為家庭網(wǎng)關(guān))主程序流程圖。告警信息可以由控制中心(上位機(jī))通過(guò)公用電話網(wǎng)(PSTN)或Internet向設(shè)定的對(duì)象報(bào)警，并保存本次報(bào)警類(lèi)型和地址。數(shù)據(jù)包字節(jié)包括數(shù)據(jù)包的類(lèi)型和長(zhǎng)度。圖51（b）是上位機(jī)接收 “三表” 數(shù)據(jù)時(shí)的數(shù)據(jù)幀格式。在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程，為了及時(shí)準(zhǔn)確建立通信鏈路， 并考慮到數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)往往容易丟失， 我們將傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)包前的引導(dǎo)字定義為“oxff+oxff+oxaa” 。通常連接傳感器的下位機(jī)處于 “待命” 狀態(tài)，當(dāng)接收到引導(dǎo)字時(shí)，各下位機(jī)都準(zhǔn)備分析地址信息，若接收的地址信息與本機(jī)地址相符，則執(zhí)行命令字，否則繼續(xù)待命。圖 所示是系統(tǒng)的無(wú)線通信數(shù)據(jù)格式。 無(wú)線通信數(shù)據(jù)幀傳輸格式無(wú)線通信協(xié)議的首要任務(wù)就是能夠識(shí)別噪聲和有效數(shù)據(jù)，噪聲是以隨機(jī)字節(jié)出現(xiàn)的，沒(méi)有明顯的結(jié)合方式，噪聲源可能產(chǎn)生任意字節(jié)的組合，在無(wú)線通信的過(guò)程中最好能通過(guò)一種協(xié)議來(lái)有效地抑制或減小噪聲。家居服務(wù)器首先建立socket,然后一直處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài),等待操作板的連接請(qǐng)求,當(dāng)操作板向家居服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求后,服務(wù)器接收請(qǐng)求,并建立一個(gè)接收線程專(zhuān)門(mén)處理與操作板的通信。家居服務(wù)器作為服務(wù)器端,隨時(shí)等待客戶端的連接請(qǐng)求。藍(lán)牙模塊采用的是Socket 的Socket Bluetooth Connection Kit,它以CF卡的形式與Pocket PC相連,其硬件部分完成了藍(lán)牙無(wú)線層、基帶、鏈路管理器和主機(jī)控制器層的藍(lán)牙協(xié)議,并且以CF卡的形式提供給Pocket PC的用戶使用,其軟件部分實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙協(xié)議棧的核心協(xié)議部分。 PDA無(wú)線、集中遙控 PDA是用戶在家庭內(nèi)部進(jìn)行集中遙控和管理操作的無(wú)線終端,是主要的人機(jī)交互界面。藍(lán)牙模塊接收到家居服務(wù)器的控制信號(hào)后傳給MCU,經(jīng)MCU處理后對(duì)家電進(jìn)行相應(yīng)的操作。 圖42 藍(lán)牙子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理框圖在家居服務(wù)器端,藍(lán)牙模塊通過(guò)串口與家居服務(wù)器相連,家居服務(wù)器作為藍(lán)牙主機(jī)。硬件的總體設(shè)計(jì)分為3個(gè)模塊:即藍(lán)牙部分、MCU部分及調(diào)試部分。另外,鑒于藍(lán)牙雙向通訊的特點(diǎn),增加了讀取暖風(fēng)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)的功能。 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)家電本系統(tǒng)中以暖風(fēng)機(jī)為例，示范藍(lán)牙單片機(jī)在網(wǎng)絡(luò)家電中的應(yīng)用。家居服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)家電之間利用藍(lán)牙無(wú)線傳輸數(shù)據(jù),需要有相應(yīng)的藍(lán)牙硬件模塊和協(xié)議棧。遠(yuǎn)程遙控空調(diào)的設(shè)計(jì)方案,如圖41所示。 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制家居服務(wù)器同時(shí)充當(dāng)了家庭網(wǎng)關(guān),可以接入Internet,因此用戶也可以在家庭以外的地方通過(guò)Internet訪問(wèn)家居服務(wù)器。交互式語(yǔ)音答錄模塊,主要完成系統(tǒng)的自動(dòng)答錄。與智能電話硬件通信的模塊主要負(fù)責(zé)家居服務(wù)器和電話機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。智能電話模塊完成的功能主要有:語(yǔ)音的編解碼、FSK調(diào)制和解調(diào)、檢測(cè)各種電信信令和線路狀態(tài)、DTMF檢測(cè)和生成。智能電話系統(tǒng)由硬件模塊和軟件系統(tǒng)兩大部分組成?？梢宰鳛榧彝グ踩婪断到y(tǒng)的報(bào)警通道,提供電話報(bào)警接口。用戶可以通過(guò)PDA管理通話記錄、錄音記錄、用戶留言及用戶名片等。 圖33基于家居服務(wù)器的智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)4 各功能模塊的設(shè)計(jì) 智能電話系統(tǒng)智能電話系統(tǒng)除了完成普通電話的基本通話功能以外,還可以實(shí)現(xiàn)以下功能:實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào),交互式語(yǔ)音答錄,以及電話留言、錄音、放音功能。用戶在家庭以外的地方也可以通過(guò)接入Internet的網(wǎng)絡(luò)