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智能家居环境控制系统的研究与设计

蔡蓝图  
【摘要】: 随着计算机、通信、自动化技术的发展,人们越来越关注家庭生活的舒适性、安全性,智能家居系统对于改善和提高人们生活质量有着非常重大的意义。本文通过对国内外智能家居系统的分析与研究,设计出一种智能家居环境控制系统。 设计出来的环境控制系统具有对整个家居的环境参数(温度、湿度、亮度等)进行采集、汇总处理、自动调节控制等功能。 环境控制系统主要包括客户端、主控制器、无线传感器网络和终端执行器四部分。采用ARM嵌入式处理器为硬件核心,μC/OS-II嵌入式实时操作系统作为软件平台设计嵌入式主控制器。在主控制器中执行手动和自动两种控制方案对家居环境参数进行调节控制。主控制器还具有家庭网关功能,将家庭网络与外界网络相连,实现信息共享和数据传输。 采用无线网络代替有线网络作为家居的内部网络,能够很好解决有线网络存在的布线麻烦、增减网络中的节点不方便、终端节点数量多而需要数量庞大的电缆等缺点。无线传感器网络包括各种各样的无线节点,负责对家居环境参数采集以及接收来自主控制器的指令,指导终端执行器调节环境参数。传感器节点的设计从硬件和软件上均遵循了低功耗的设计思想。 对设计出来的整个系统进行测试,系统能实现对家居环境参数的自动检测、控制调节功能,整个系统运行稳定,达到了预期的目标。 最后还用Matlab7.0/Simulink的TrueTime1.5工具箱对所设计的家庭无线传感器网络在多节点的网络环境中面对家居中可能出现的添增设备导致节点增加、更改布局导致路由路径被破坏以及移动节点向主控制器发送数据等状况下的运行情况进行了仿真验证。仿真结果表明在面对上述状况时,家庭网络运行情况良好。


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