物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)導(dǎo)師：XXX教授答辯人：XXX2011.XX.XX物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第1頁。主目錄課題的選題意義和研究現(xiàn)狀1物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)3系統(tǒng)測試及結(jié)果展示4致謝5物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第2頁。1課題的選題意義和研究現(xiàn)狀1、物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)智能家居產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2、節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)是智能家居的發(fā)展方向，也是智能家居的重要功能體現(xiàn)。1.1意義物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，促使智能家居的應(yīng)用會(huì)以非?？斓乃俣嚷娱_來。目前，在國內(nèi)各城市正加快建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程，物聯(lián)網(wǎng)的加快建設(shè)將大大促進(jìn)智能家居產(chǎn)業(yè)化。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第3頁。1課題的選題意義和研究現(xiàn)狀1.2課題的研究現(xiàn)狀國外起步早、投入大、應(yīng)用先進(jìn)的信息與通信技術(shù)、成果顯著、技術(shù)成熟國內(nèi)起步晚、市場需求大、政府支持、發(fā)展快、有很大的發(fā)展前景物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第4頁。2物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟硬件實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第5頁。2物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能需求1、多類型家居設(shè)備互聯(lián)控制開發(fā)具有多電器接口、能夠?qū)⒓抑兴须姎饣O(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中控制具有重要的意義。智能家居控制系統(tǒng)常用家電部分安防部分家庭醫(yī)療部分物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第6頁。2物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能需求2、多樣化的系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控是目前智能家居控制系統(tǒng)的重要需求，多種監(jiān)控方式可提高用戶對系統(tǒng)的需求和滿意度。系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控手持遙控Internet監(jiān)控GPRS監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第7頁。2物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.2系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第8頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)核心處理器設(shè)計(jì)基于485總線的物聯(lián)通信設(shè)計(jì)以太網(wǎng)通信部分設(shè)計(jì)基于GPRS的遠(yuǎn)程報(bào)警部分設(shè)計(jì)人機(jī)交互部分設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第9頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)1）核心處理器設(shè)計(jì)核心處理器LPC2378性價(jià)比高，接口豐富非常適合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，多設(shè)備接口的應(yīng)用環(huán)境。對于本文設(shè)計(jì)的智能家居控制系統(tǒng)，需要多個(gè)UART接口、以太網(wǎng)接口和大量的IO接口。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第10頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)2）基于485總線的物聯(lián)通信設(shè)計(jì)如圖485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的即插即用功能。電流調(diào)理電路負(fù)責(zé)隔離總線中的電信號和智能設(shè)備的輸出電平，將輸出電平轉(zhuǎn)變成規(guī)范的485輸入信號。接入檢測電路是用來檢測單片機(jī)指定引腳的高低電平的改變，代表智能設(shè)備的生命周期。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第11頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)3）以太網(wǎng)通信部分設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中使用ARM處理器LPC2378中帶DMA的10/100M以太網(wǎng)模塊DP83848I，硬件結(jié)構(gòu)圖如圖所示。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第12頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)4）基于GPRS的遠(yuǎn)程報(bào)警設(shè)計(jì)GPRS遠(yuǎn)程報(bào)警使用SIMCOM公司生產(chǎn)的SIM300CZ模塊，本部分設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于：1）使用嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了短信的收發(fā)功能；2）對現(xiàn)場采集終端采集到的異常信息進(jìn)行合理分析處理，并及時(shí)通知用戶。5）人機(jī)交互部分設(shè)計(jì)

人機(jī)交互部分的主要組成部分應(yīng)包括LCD液晶顯示屏(OCM12864)、信息控制按鍵、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(DS1302)、信息存儲(chǔ)器(FM24C64A)、狀態(tài)指示燈、語音提示(HMA-TTS)等。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第13頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)3.2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)485通信協(xié)議幀頭地址命令數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)校驗(yàn)和幀尾$Addr0x000x000x00*

RS-485通信協(xié)議中的通信幀主要分為兩種類型：第一種為查詢類型，包括詢問主機(jī)是否在線，獲取當(dāng)前該電器設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；第二種為控制類型，通過控制類型命令幀可以對家用電器進(jìn)行檔位的設(shè)定，以及家用電器的開關(guān)等。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第14頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)命令（功能）類型內(nèi)容字節(jié)長度備注查詢類型0x511詢問智能設(shè)備是否在線0X521獲取當(dāng)前常規(guī)數(shù)據(jù)0x531獲取當(dāng)前檔位值控制類型0x541設(shè)置用戶定義的檔位值0x551控制智能設(shè)備運(yùn)行0x561控制智能設(shè)備停止主要命令類型如下表：物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第15頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)GPRS短信協(xié)議設(shè)計(jì)短信類型報(bào)警類短信控制類短信查詢類短信用戶和智能家居控制系統(tǒng)之間需要制定相應(yīng)的短信通信協(xié)議。本文中制定的短信通信協(xié)議將短信內(nèi)容分為三類短信：報(bào)警類短信、查詢類短信和控制類短信。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第16頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)表1

報(bào)警類短信的格式類名指令格式指令說明回復(fù)內(nèi)容報(bào)警短信設(shè)備ID：故障原因：<過熱保護(hù)/過載保護(hù)>發(fā)生時(shí)間：<XX>年<XX>月<XX>日<XX>時(shí)<XX>分故障報(bào)告不需回復(fù)設(shè)備ID：異常關(guān)閉原因：<手動(dòng)關(guān)閉/自動(dòng)關(guān)閉>發(fā)生時(shí)間：<XX>年<XX>月<XX>日<XX>時(shí)<XX>分異常報(bào)告不需回復(fù)物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第17頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)表2

查詢類短信的格式類名指令格式指令說明回復(fù)內(nèi)容查詢短信ASK+H?詢問短消息操作方法回復(fù)短信指令A(yù)SK+<ID>+O?詢問該智能設(shè)備是否在線成功：設(shè)備ID：在線，允許遠(yuǎn)程設(shè)置設(shè)備ID：在線，不允許遠(yuǎn)程控制失?。涸O(shè)備ID：不在線ASK+<ID>+L?詢問該智能設(shè)備當(dāng)前檔位值成功：設(shè)備ID：當(dāng)前運(yùn)行的檔位為XXXX。失?。涸O(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：查詢失敗物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第18頁。3系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)表3

控制類短信的格式類名指令格式指令說明回復(fù)內(nèi)容控制短信SET+<ID>+L+<class>設(shè)置該智能設(shè)備的檔位值成功：設(shè)備ID：檔位已設(shè)定為<class>失?。涸O(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：設(shè)置失敗CTRL+<ID>+H控制該智能設(shè)備開始運(yùn)行成功：設(shè)備ID：完成運(yùn)行操作設(shè)備ID：已處在運(yùn)行狀態(tài)失敗：設(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：運(yùn)行操作失敗CTRL+<ID>+F控制該智能設(shè)備停止運(yùn)行成功：設(shè)備ID：完成停止操作設(shè)備ID：已處在停止?fàn)顟B(tài)失?。涸O(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：停止操作失敗物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第19頁。4系統(tǒng)測試及結(jié)果展示嵌入式處理器作為485總線上的主機(jī)，輪詢各個(gè)接入智能設(shè)備的數(shù)據(jù)通信調(diào)試。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第20頁。4系統(tǒng)測試及結(jié)果展示客戶端通過Internet網(wǎng)絡(luò)測試智能家居控制系統(tǒng)，對智能家電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)全文共24頁，當(dāng)前為第21頁。4系統(tǒng)測試及結(jié)果展示使用AT指令測試GP