论文部分内容阅读
二十一世纪是一个知识技术爆炸的年代,近些年来计算机网络正在飞速发展,同时人工智能也正逐渐进入我们的视野,我们的生活方式相比于二十年前有着翻天覆地的改变。智能家居作为科技进步的产物正在悄无声息的进入我们的生活,智能音箱、智能扫地机器人、智能门锁、智能摄像头等已经出现在我们的生活中,这为我们的家居生活提供了便利和乐趣。近些年来我国的智能家居产业正在蓬勃发展,但是相比于欧美等发达国家仍然处于起步阶段,智能家居系统应当是一个生态系统,需要多领域的共同努力。本文在前人解决智能家居系统方案的基础上提出了基于嵌入式Linux与ZigBee技术的智能家居系统的设计方案,打破了采用多个模块整合的方法,将各模块整合为一个系统,利用ARM9的处理速度及其丰富的片内资源和外设接口解决前人方法处理速度慢且内存小等不足,同时利用ZigBee的自组网与低功耗的优点组建家庭的内部网络,意图实现系统控制的延迟性低,易操作,低功耗,系统安全稳定等目标。本设计中智能家居主控采用三星公司生产的S3C2240芯片,主要完成S3C2440核心板的硬件设计及嵌入式系统的U-Boot、Linux3.4.2内核、根文件系统及设备驱动程序的构建。ZigBee通信采用的是TI公司提供的解决方案,硬件平台采用的是CC2530芯片,并围绕此芯片设计了 15mm*28mm的带有功率放大的模块,并借助Zstack协议栈组建Mesh型ZigBee网络,同时介绍了 ZigBee组网的流程。为了实现对ZigBee信号强度进行实时的检测,设计出手持ZigBee信号检测仪,可以为节点设备的安装提供可靠的理论依据。同时实现了 ZigBee的OTA无线升级,为设备的升级提供了解决方案。并利用ZigBee模块设计出带有学习功能的红外伴侣和触摸型开关面板。本文的最后对ZigBee模块的通信距离及系统的稳定性进行了测试,实验结果表明:本设计的智能家居系统搭配ZigBee的Mesh网络可以满足家庭式的装修需求。系统整体运行可靠、便捷,基本上完成了预定的目标,配合手机APP和语音可以实现智能家居的智能化和便捷化。基于嵌入式Linux与ZigBee技术的智能家居系统在功耗、性能、成本以及扩展性上都有着独特的优势,因此在智能家居的发展上有着广阔的前景。