【正文】 樣，物聯網的實現需要給聯網的物品分配唯一的標識或地址，如 pc 的 mac 地址，最早的物聯網是基于 RFID 標簽來實現的，因此主控制器需要極人數量的 地址容量和同樣人數量的地址資源舊 “。物聯網是互聯網的延伸和應用拓展，利用網絡把感應器 (物品 )和 人聯在 一起，實現物與人、物與物相連，通過網絡遠程管理控制和智能化服務心引。物聯網要實現物 與物之間的感知、通訊、識別等功能，需要解決許多關鍵技術，如傳感器感知技 術、物與物的互聯和組網技術、各種應用的開發(fā)技術。引。應用層是是一個臨界層，是 物聯網和用戶的接口，通過這個接口把物品與物品，人與人連接起來。感知層通過感應器識別物體、采集信息。從功能上劃分，物聯網架構可分為三層：感知層、網絡 層和應用層。首先介紹物聯網，包括物 聯網的概念，物聯網的應用領域；接著闡述嵌入式系統(tǒng)的概念、組成以及開發(fā)過 程相關知識；接下來介紹了嵌入式技術軟硬件組成及開發(fā)流程等；最后介紹短距 無線通信技術的優(yōu)劣，并介紹本設計應用的組網方案。 第六章：總結和展望，對本設計所做的研究工作進行總結，概括主要成果及 不足之處，對進一步研究工作進行展望。 第四章：對本設計中的兩個模塊 ——家電控制模塊 和體征數據采集模塊設 計，給出軟硬件設計方法及控制和數據傳輸接口協議；其中體征采集模塊設計自 動處理異常狀態(tài)的短信提醒和短信家電控制，因此體統(tǒng)配置了 GSM 模塊，并闡述 GSM 模塊和 zigbee 模塊的協議。 第二章：對智能家居系統(tǒng)中應用到一些技術進行介紹，包括物聯網技術及其 應用、嵌入式系統(tǒng)概念及應用和開發(fā)過程、短距無線通訊技術等并對幾種短距無 線通訊技術進行優(yōu)劣比較并對本設計中應用的通訊技術選型。 1． 4 主要內容與論文結構 本論文采用智能家庭網關方案，對系統(tǒng)原理和結構做了概述：針對以往智能 家居子系統(tǒng) ——家電控制系統(tǒng)的不足做了改進，并對改進的家電控制模塊軟硬件 設計做了詳細的介紹；根據當前應用需求，在對傳感器和人體特征研究基礎上， 對人體體征數據進行采集，并通過互聯網和短信途徑獲取?，F今國內空巢老人、失獨老人、留守兒童的數量一直在增大，通過完善智能 家居系統(tǒng)，也能對弱勢群體實現更加貼心有效的照料，在發(fā)生急病威脅生命安全 是向外界發(fā)送求救信息。 盡管國內智能家居業(yè)發(fā)展迅速，但仍然存在不足和弊端，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)己 經廣泛地存在于銀行、商場、車站和交通路口等公共場所，但實際上視頻監(jiān)控系 統(tǒng)只能簡單地錄制視頻圖像，還不能智能地分析、跟蹤、判別監(jiān)控目標，對異常 事件報警、提示，對簡單事情處理做決策等智能要求，遠遠未達到智能監(jiān)控目標， 沒有實現實時性和主動性監(jiān)控【 t 7】。目前的產品總線制、電力線載波、 無線等控制方式，在網絡連接方面基本上采用總線制聯網、電話聯網或者通過以 太網方式來實現，國內大部分采用無線技 術控制【坫， lSl。 20xx 年以后，中國家居市場的逐漸壯大，國內智能家居迅速發(fā)展，產品廣泛 推出市場，與國際巨頭競相爭奪智能家居市場，各種品牌林立。正如各個國家智能家 居有各自的特色，中國智能家居也有自己的特色，在國內，智能家居不是一個單 獨的產品，是基于小區(qū)的多層次家居智能化解決方案，綜合利用計算機、網絡通 訊、家電控制、綜合布線等技術，將家庭智能控制、信息交流及消費服務、小區(qū) 安防監(jiān)控等家居生活有效地結合起來，在傳統(tǒng) “智能小區(qū) ”的基礎上實現了向家 的延伸，創(chuàng)造出高效、舒適 、安全、便捷的個性化住宅空間【 13】。zl。 通信技術、計算機網絡技術出現以后，隨著現場總線控制技術的飛速發(fā)展， 智能化已經滲透到各行各業(yè)以及我們生活方方面面，智能家居隨著現場總線控制 技術迅速普及，智能家居領域未來充滿挑戰(zhàn)及機遇。每個智 能家居公司都有其不同的特點，國外的智能家居系統(tǒng)基本采用總線技術，如霍尼 韋爾重點在安防，它集成了專業(yè)地安全防范及報警功能，具有燈光控制，電動窗 簾控制，溫度控制，場景設置及電子日歷集成等功能，可以通過電話、瓦聯網、 手機以及其它 WiFi 無線終端進行設置； T作模式是：接口模塊 ——總線相連一 一軟件編程； TELETASK 重點在．?。刂?，對家庭常用設備如各種燈、電動窗簾、 暖氣、冷氣、家電等的集成控制提供了全面的解決方案；工作模式是：接 U 模塊 ——總線 相連 ——軟件編程；德國 Merten(莫頓 )instabus EIB智能控制系統(tǒng) 智能家居家電控制與體征監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現 是通過 EIB 工具軟件 ETS 進行系統(tǒng)配置和功能設置【 o】。 國際 IT 巨頭競相角逐智能家居領域，如美國微軟、摩托羅拉、霍尼韋爾 (Honeywell)、比利時的 TELETASK、德網的 Merten、新加坡 NICO 等都在加大力 度研發(fā)能家居控制系統(tǒng)【，】。 20 世紀 80 年，大量家用電器廣泛應用，將家用電器、通信設備與安全防范設備綜合為 一體，形成了住宅自動化概念；隨著通信與信息技術的發(fā)展，出現了通過總線技 術對住宅中各種通信、家電、安防設備進行監(jiān)控與管理的商用系統(tǒng)，就是現在智 能家居的原型，在美國稱為 SmartHome[s1。 1984 年美國聯合科技公司推出建筑設備信息化、整合化，建成最 早的智能建筑，該建筑通過計算機系統(tǒng)向用戶提供語音通信、電子郵件和情報資 料等方面的信息服務，對大樓的空調、電梯、照明等設備進行監(jiān)測和控制等功能 【 s】。生命安全重于一切，在物質生 活充裕的今天，人們越來越多的關注人身 安全和保障，信息化智能設備應用于這 一領域必成為未來趨勢，利用信息智能化保障人身安全成為一個新的研究課題。電源控制能通過控制家用電 器電源很好的實現關斷，既能避免家電長期待機，節(jié)省電能，又能避免因外部電 路故障等原因把家用電器燒壞，缺點是對于像空調等需要紅外遙控等操作才能完 全運行的家電不能實現控制；對于紅外控制的 優(yōu)缺點與電源控制反之；其二對新 的領域如一直以來人們關注的安全健康問題，隨著生活水平的不斷提高，人們越 來越關注自身的健康狀況和安全隱患，隨著人口的迅速膨脹和社會老齡化問題的 加重，青年 代生活成本不斷升高，幾乎所有的時間付諸于工作和交際，沒有時 間關注家人及自身健康問題，外出務工人口數量龐大，獨居人群數量巨大，這些 獨居人群，遠離親人和朋友，在室內突發(fā)疾病或發(fā)生緊急事故來不及通知親人家 屬，甚至無人知曉，對人身生命安全造成威脅；近年來，已發(fā)生多起室內死亡， 當事人死亡數天、數月甚至數年后才被 人發(fā)覺的案例，家庭醫(yī)療監(jiān)護空缺急需填 補。目前的家用電器功能越來越多，一些理論不斷被提出：一個智能系統(tǒng)來管理 家居設備，構造舒適便捷的智能家居系統(tǒng)，代替人工 控制家電設備、建設舒適的 家居環(huán)境等等；時至今日，智能家居系統(tǒng)的功能不只是僅局限于門禁，家電控制 諸如此類，其功能隨著人們生活需求在功能上不斷提升，人們對智能家居提出了 更多新的需求。 1． 2 選題的背景和意義 計算機技術、網絡技術、嵌入式技術以及數字化技術等都取得了快速的發(fā)展， 極大的提高了生產效率，改變了人們的生活和工作方式，對經濟社會的發(fā)展起到 了至關重要的作用。簡而言之，智能家居就是利用電 腦、網絡和綜合布線技術，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關的各種子系 統(tǒng)有機地結合的一個系統(tǒng)。其中控制主機 蓉辜乏學 一翱，一竹 智能家居家電控制與體征監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現 (Smart home Control Center)，控制主機能控制智能家居系統(tǒng)的控制器及其外 圍硬件電路和軟件，具備與智能控制系統(tǒng)相應外圍接口，通過直接連接或間接控 制方式對智能照明系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)等進行控制，控制主機連 接到互聯網能實現網絡遠程控制和通信等功能。 智能家居控制功能隨著生活的需求不斷增強，由發(fā)展初期的電動窗簾、燈光、 電器等遠程控制，不斷延伸到可視對講、防盜報警、背景音樂、自動抄表等領域， 隨著信息技術和計算機技術的 發(fā)展，控制的對象不斷擴展，智能家居控制范圍將 涵蓋所有弱電行業(yè) n1。 2l 世紀是科技的競爭，能源的競爭，與普通家庭住宅相比，智能家 居不僅具有傳統(tǒng)住宅的居住功能，舒適度，其最閃亮的一個優(yōu)點是有效節(jié)約能源， 節(jié)省生活開支。現代智能家 居是利用電腦、網絡和綜合布線技術，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關 的各種子系統(tǒng)有機地結合的一個系統(tǒng)。智能家居最初 的定義是：將家庭中各種與信息相關的通信設備、家用電器和家庭安防裝置，通 過家庭總線技術連接到一個家庭智能系統(tǒng)上，進行集中或異地監(jiān)視、控制和家庭 事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環(huán)境的和諧與協調。the home gateway and Zigbee work scheme． The system including the home gateway hardware platform， software and hardware design of home appliance control and physical signs acquisition module， Zigbee working and SO on． On the whole， to solve these problems： home gateway platform includes the design of correlative circuit based on$3C2440A ， Linux operating system ， Zigbee work and the transport protocol， GSM module selection and data transmission， finally， transplantation and configure the boa server and the design of the remote login management interface． This paper mainly discusses the design and implementation of home appliance control module and physical signs data acquisition module， focusing on the soft， hardware design methods and the system munication protocol；household appliances control module to flll the previous design defects， improve the availability and expansibility， it can be applied to the server room and other places to control the air conditioning； signs data acquisition module takes the piezoelectric film sensor, MCU process the data independently， When an exception occurs， the GSM munication module send alert information and sign data to the mobile phone． In can be obtained by physical signs monitoring module and generates information When an exception occurs， it is proved that the designed system met design requirements Chen Zehu(Electrical Engineering) Supervised by Ni lin Key word： Embedded Technology； Smart home； house appliance control； physical signs monitoring trial， home appliances Can be controlled by appliance control module， and the sign data 目錄 0 要 I ABSTRACT．．．．．．．．．．．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ．