【正文】 ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ．． ． ． ．．．．．．．．． III 第 1 章緒論 l 1． 1 智能家 居系統(tǒng)概述 一 l 1． 2 選題的背景和意義 ．． 2 1． 3 智能家居國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 一 3 1． 3． 1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 ．． 3 1． 3． 2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ．． 4 1． 4 主要內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu) ． 5 第 2 章相關(guān)理論和技 術(shù) 7 2． 1物聯(lián)網(wǎng) ． 7 2． 1． 1物聯(lián)網(wǎng)概述 一 7 2． 1． 2物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域 一 8 2． 2 嵌入式系統(tǒng) ． 8 2． 2． 1 嵌入式系統(tǒng)概述 ．． 9 2． 2． 2 嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 一 9 2． 3 短距無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù) ll 2． 4 本章小結(jié) 1 3 第 3 章家電控制與體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ． 14 3． 1智能家居系統(tǒng)方案 一 14 3． 2 系統(tǒng)構(gòu)建 1 5 3． 2． 1系統(tǒng)功能 15 3． 2． 2家庭網(wǎng)關(guān)外圍電路 16 3． 3 Li RUX系統(tǒng)平臺(tái)搭建 2l 3． 4 z gBee 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建 ．． 23 3． 4． 1 z gbee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ．． 23 3． 4． 2 Z i gbee組網(wǎng) ． ． 24 3． 4． 3 Z gbee 串口通訊 ．． 25 3． 5本章小結(jié) 26 第 4 章系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) ． 27 4． 1 家電控制模塊設(shè)計(jì) 27 4． 1． 1 硬件電路設(shè)計(jì) 27 4． 1． 2 家電控制模塊與 z gbee模塊的通訊 3 l 4． 1． 3 軟件設(shè)計(jì) 3 l 4． 2 體征數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì) 35 4． 2． 1 模塊功能設(shè)計(jì) 35 4． 2． 2 傳感器 36 4． 2． 3 采集模塊硬件電路設(shè)計(jì) 37 4． 2． 4 體征采集模塊軟件設(shè)計(jì) 40 4． 3 QSM通信模塊 43 4． 3． 1 G1 00 短信模塊 ．． 43 4． 3． 2 G1 00短信模塊與 Z gbee 模塊問(wèn)的通信 44 4． 4 本章小結(jié) 45 第 5 章模塊測(cè)試及遠(yuǎn)程管理 ． 46 5． 1 模塊功能測(cè)試 46 5． 2 家庭網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程登錄與管理 47 5． 2． 1 Boa服務(wù)器的移植 47 5． 2． 2 Boa 服務(wù)器配置 47 5． 4 本章小結(jié) 49 第 6 章結(jié)論與展望 ． 50 6． 1 總結(jié) 50 6． 2 展望 50 參考文獻(xiàn) 52 攻讀學(xué)位期間的研究成果 55 男 [{射 56 智能家居家電控制與體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第 1章緒論 1． 1 智能家居系統(tǒng)概述 智能家居是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，其功能強(qiáng)大、涉及面廣、系統(tǒng)復(fù)雜。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，模塊可以控制家電，獲取體征數(shù)據(jù)和提醒短信等， 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其預(yù)期功能，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。從整體來(lái) 看，本設(shè)計(jì)中需要解決的問(wèn)題有：家庭網(wǎng)關(guān)平臺(tái)包括家庭網(wǎng)關(guān)處理器 $3C2440A 外圍接口設(shè)計(jì)， Linux操作系統(tǒng)， Zigbee 組網(wǎng)及傳輸協(xié)議， GSM模塊選型及系統(tǒng)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)，最后移植和配置 boa 服務(wù)器并設(shè) 計(jì)遠(yuǎn)程登錄管理界面。其二是人體體征數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；一直以來(lái)，健康問(wèn)題一直 在生產(chǎn)、生活中受到重視，隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展，人們也越來(lái)越關(guān)注 自身的健康狀況和疾病隱患，脈搏、心跳等是人體的重要特征，監(jiān)測(cè) 這些數(shù)據(jù)有實(shí)際的意義；對(duì)居家人群特別是老人和小孩，體征監(jiān)測(cè)對(duì) 其十分必要；床是與人體最貼近的家居用品，且人體病變時(shí)會(huì)躺在床 上休息，因此床是理想的監(jiān)測(cè)平臺(tái)；通過(guò)以上分析，本文以家居用品 ——床為監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)獲取脈搏、心跳等體征數(shù)據(jù)的 體征監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)。 本論文主要針對(duì)兩點(diǎn)，其一是對(duì)當(dāng)前智能家居家電控制系統(tǒng)現(xiàn)狀 分析并閱讀大量相關(guān)論文著作的基礎(chǔ)上總結(jié)得到：以往的家電控制系 統(tǒng)采用兩種方案 ——電源控制方案和紅外控制方案。 保密口，在 ——年解密后適用本版權(quán)書(shū)。 學(xué)位論文儲(chǔ)躲修膏黟 日期：矽／彩年』月少日 東華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同 意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部 門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允 許論文被查閱或借閱。除 文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體 己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品及成果的內(nèi)容。 學(xué)校代碼： 10255 學(xué)號(hào)： 2121128 智能家居家電控制與體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) THE DESIGN AND REALIZATION OF SMART HOME APPLIANCE CoNTRoLAND PHYSICAL SIGNS MoNIToRING SYSTEM 學(xué)院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：電氣工程 (全日制 ) 姓名：陳澤虎 導(dǎo)師：倪林教授級(jí)高工 20 1 4年 5月 東華大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位 論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文為本人親自撰寫(xiě)，我對(duì) 所寫(xiě)的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)東華大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或 部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù) 制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 不保密回／ 學(xué)僦文儲(chǔ)虢何、啤弦艚獅虢倒 日期砂 f 絳炻鄉(xiāng)相 嗍獅年，脅日 智能家居家電控制與體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 0 要 計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及嵌入式技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著智能家居快速 發(fā)展，隨著經(jīng) 濟(jì)生活水平的提高，智能家居系統(tǒng)的功能隨著人們生活 需求不斷完善和提升。電源控制方案的 優(yōu)點(diǎn)是把家用電器電源直接切斷，既省電又能避免外部電路故障等原 因?qū)е聼龎募矣秒娖鳎秉c(diǎn)是對(duì)于像空調(diào)等需要遙控開(kāi)啟才能運(yùn)行的 家電不能實(shí)現(xiàn)控制，而紅外控制家電的優(yōu)缺點(diǎn)與電源控制正好相反； 通過(guò)以上分析可見(jiàn)，兩種方案可優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，因此本論文將兩種方 案整 合，采用電源和紅外雙控制的方式靈活控制家電，彌補(bǔ)單個(gè)控制的不 足。 論文首先提出了智能家居系統(tǒng)方案 ——家庭網(wǎng)關(guān)和 Zigbee 組網(wǎng) 方案，系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括家庭網(wǎng)關(guān)軟硬件平臺(tái)搭建、家電控制軟硬件設(shè)計(jì)、 體征數(shù)據(jù)采集模塊軟硬件設(shè)計(jì)， Zigbee組網(wǎng)等幾個(gè)部分。論文著重討論家電控制模塊和體征數(shù)據(jù)采集模 塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)， 重點(diǎn)闡述軟、硬件設(shè)計(jì)方法并給出系統(tǒng)通信協(xié)議； 家電控制模塊結(jié)合以往設(shè)計(jì)方案缺陷，提高可用性和拓展性，該模塊 可拓展應(yīng)用于服務(wù)器機(jī)房等場(chǎng)所的空調(diào)控制；體征數(shù)據(jù)采集模塊采用 壓電薄膜傳感器，有獨(dú)立的 MCU，可獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，體征數(shù)據(jù)異 常時(shí)，通過(guò) GSM通信模塊向手機(jī)發(fā)送提醒信息及體征數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：嵌入式技術(shù)；智能家居；家電控制；體征監(jiān)測(cè) THE DESIGN AND REALIZATION OF SMART HoME APPLIANCE CONTROL AND PHYSICAL SIGNS MONITOlUNG SYSTEM ABSTRACT The development of puter technology， munication technology and embedded technology make Smart Home industry rapid development,Along with the economic development and standard of living improvement,the demand for improvement and perfection in Smart Home system function is constantly increasing． This paper focuses on the two points， first， based on analysis the current status of Smart Home applian ce contro l system and readin g lots of related papers concluded that： two options— power control scheme and the infrared control scheme used to be applied in applian ces contr ol system． The advantages of the power control scheme is cut off the power of the household applian c es directly， This