基于ARM的无线智能家属家居控制系统的研究与设计

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随着现代科学技术的发展、居民生活水平的提高,人们对住宅环境提出了更高的要求,传统的解决方案已远远不能满足他们的迫切需求,本文提出了一种集生活、安防为一体的家居住宅解决方案,对促进智能家居的应用发展具有重要的意义。   以CORTEX-M3微控制器和nRF24L01射频芯片为媒介,设计一套用于监测控制设备信息状态的智能家居远程控制系统。其中,计算机网络技术为远程通信提供交互接口;射频识别(RFID)技术为组建家庭内部网络提供中间件保障;最终通过以上技术完成了智能家居远程控制系统的设计方案。本文的主要工作成果如下:   1.分析智能家居系统的总体网络架构与组网方式,以及针对设计所采用的技术,确立了以嵌入式控制服务器作为家居控制核心的家居系统的设计方案,完成了基于功能单元的智能家居系统的硬件设计。   2.围绕上位机的监测控制,采用了Web开发的Ajax技术,结合CGI程序和静态Web页面,实现了页面信息的局部刷新,完成用户界面交互信息功能。   3.基于功能模块化设计,以CORTEX-M3 ARM微控制器为平台,分别设计完成了uIP协议栈、FatFs文件系统软件模块的移植。   4.针对家庭内部网络的通信协议,结合CEBus协议的设计模式,以nRF24L01射频单元为载体,提出并完成了一种以记录为单元的数据通信协议模式,该协议设计具有良好的实用效果,能够显著提高通信效率。   5.利用控制器内容映射终端设备状态的方法,完成了家居控制系统各部分功能单元设计,其中包括灯光控制子系统、温度查询子系统以及红外探测警报联动子系统。   结果表明,智能家居远程控制系统达到了预期的设计目标,通过网络能够直接有效控制终端设备,系统具有实时性能好、控制效率高、价格低廉等优点,有较高的应用价值。
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