基于物联网技术的智能家居设计与应用
基于物联网技术的智能家居设计与应用[20200418170930]
摘 要
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:物联网；智能家居；ARM嵌入式技术 一、绪论 1 一、绪论
随着科学技术的发展，物联网作为一种新兴科技，开始被大众渐渐熟知。这种通过无线传感器，射频识别以及互联网技术将物物连接起来的方法，得到越来越多人的认可。物联网的应用领域很多，其中最受关注的莫过于智能家居。智能家居的提出比物联网早一些，但物联网的发展无疑为智能家居带来新的契机。
本文首先介绍了基于物联网的智能家居的国内外现状，以及物联网的几项核心技术，如Zigbee无线传感技术，RFID射频识别技术等。其次给出一个完整的智能家居方案，其中ARM嵌入式技术是系统的核心功能。本文采用的是嵌入式开发板技术，并分别从硬件和软件角度对系统进行详细分析。最后以对灯泡的控制为例对系统进行测试以及对智能家居的未来做出展望。
经过测验，结果表示系统可以达到预期效果，稳定性良好，成本低，具有很强的实用性。
ABSTRACT
With the development of the scientific technology, as a new technology, the Internet of Things is well-known by people. The way that connect things by sensor technology，RFID technology and Internet technology is becoming more and more acceptable. The Internet of Things is used into many fields, but the most vital field is the Smart Home. The origin beginning birth of Smart Home is earlier than Internet of Things, however, the development of Internet of Things provides a beneficial opportunity to Smart Home.
In the first place, in this paper, I recommended the existing circumstances of Smart Home at home and abroad and a lot of nuclear technology of Smart Home, such as Zigbee sensor technology，RFID technology. Then I give a whole project of Smart Home. It’s nuclear technology is the ARM embedded technology. This paper adopts the embedded Linux technology, the development platform is Qt. I also analyze the work through the hardware and software. At length, I checked out the system by testing the lights and look forward to the future of the Smart Home.
On the basis of the measurement, the outcome attests that the system could achieve the expectation. It is not only stable, but also low-cost and practical.
Key Words: Internet of Things;Smart Home,;ARM embedded technology
目录
（一）引言 1
（二）智能家居国内外研究现状 1
1.国外现状 1
2.国内现状 1
二、 物联网概述 2
（一）物联网的起源 2
（二）物联网的体系结构 2
（三）物联网关键技术 3
（四）本章小结 4
三、 智能家居系统方案 4
（一）系统需求分析 4
（二）总体设计方案 5
（三）系统硬件结构设计 5
（四）系统软件结构设计 5
（五）本章小结 5
四、嵌入式智能网关设计 6
（一）嵌入式简介 6
（二）智能网关硬件平台选择 6
（三）智能网关的设计及应用 7
1.网关应用程序的开发 7
2.程序烧录 9
(四)本章小结 10
五、智能家居移动终端设计 10
（一）Android简介 10
（二）Android开发环境的搭建 10
（三）Android应用程序开发 11
（四）本章小结 14
六、 系统可靠性测试 14
（一）测试准备 14
（二）家庭灯光系统控制 14
（三）本章小结 15
七、总结和展望 16
（一）总结 16
（二）展望 16
参考文献 17
致谢 18
（一）引言
互联网的出现无疑是人类科技的一次巨大飞跃。传统的互联网仅仅能够提供外界大量的信息，已经不能满足人们的需要，人们亟须一种可以将物物连接起来的技术，物联网在这种趋势下登上了历史的舞台。1999年，美国教授凯文阿希顿给出了物联网的初步定义。现在大家普遍认可的物联网含义为：物联网以计算机技术为基石，凭借射频识别、无线传感等技术，把物品和物品结连在一块并接入网络，完成数据的交互，从而构造出一个任意物品和物品相连的互联世界【1】。智能家居，顾名思义，即一种更加智能化的居住环境。传统的智能家居主要通过布线的方法实现对家居电器的控制，但这种方法往往需要对房间做很多破坏性工作，成本较高，因而发展较缓慢。物联网诞生后，其无线技术取代了传统的布线，不仅节约了成本，效率也变得更高，因而成为物联网的重要发展方向。
智能性一直是研究者们追求的目标，即家居系统能够在一定情况下自动做出反映。可以通过了解户主的居住习性，在特定的场景中替主人做出正确的判断和行动。例如房间内光亮变暗时自动开灯，房间出现异常情况第一时间通知主人等等，从而为人们营造一个智能、安全的居住环境。
（二）智能家居国内外研究现状
1.国外现状
1984年，在美国建造出了全球第一座智能大楼,这栋大楼的完工成为建筑史上的里程碑【2】。虽然这座建筑的功能并不全面，但基本上可以完成对电灯等简单电器的控制。从此越来越多的国家开始加入智能家居的研究行列。
在智能家居方面，美国和新加坡保持着世界先进水平。早在2000年，新加坡就有近三分之一的户主开始使用智能家居系统，而美国的使用量则更高。智能家居市场的不断扩大更是给这些国家带来了可观的收益。
20世纪以来，一些全球知名企业渐渐意识到了智能家居前景良好，纷纷招兵买马加入到这块阵地。这几年，国外的智能家居系统发展已较为完善，近一半以上的楼房已多多少少体现了家居的智能性。随着水平的提高以及设备价格的下降，这些新型家居系统价格并不会太高，为大多数家庭可接受。
摘 要
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关键字:物联网；智能家居；ARM嵌入式技术 一、绪论 1 一、绪论
随着科学技术的发展，物联网作为一种新兴科技，开始被大众渐渐熟知。这种通过无线传感器，射频识别以及互联网技术将物物连接起来的方法，得到越来越多人的认可。物联网的应用领域很多，其中最受关注的莫过于智能家居。智能家居的提出比物联网早一些，但物联网的发展无疑为智能家居带来新的契机。
本文首先介绍了基于物联网的智能家居的国内外现状，以及物联网的几项核心技术，如Zigbee无线传感技术，RFID射频识别技术等。其次给出一个完整的智能家居方案，其中ARM嵌入式技术是系统的核心功能。本文采用的是嵌入式开发板技术，并分别从硬件和软件角度对系统进行详细分析。最后以对灯泡的控制为例对系统进行测试以及对智能家居的未来做出展望。
经过测验，结果表示系统可以达到预期效果，稳定性良好，成本低，具有很强的实用性。
ABSTRACT
With the development of the scientific technology, as a new technology, the Internet of Things is well-known by people. The way that connect things by sensor technology，RFID technology and Internet technology is becoming more and more acceptable. The Internet of Things is used into many fields, but the most vital field is the Smart Home. The origin beginning birth of Smart Home is earlier than Internet of Things, however, the development of Internet of Things provides a beneficial opportunity to Smart Home.
In the first place, in this paper, I recommended the existing circumstances of Smart Home at home and abroad and a lot of nuclear technology of Smart Home, such as Zigbee sensor technology，RFID technology. Then I give a whole project of Smart Home. It’s nuclear technology is the ARM embedded technology. This paper adopts the embedded Linux technology, the development platform is Qt. I also analyze the work through the hardware and software. At length, I checked out the system by testing the lights and look forward to the future of the Smart Home.
On the basis of the measurement, the outcome attests that the system could achieve the expectation. It is not only stable, but also low-cost and practical.
Key Words: Internet of Things;Smart Home,;ARM embedded technology
目录
（一）引言 1
（二）智能家居国内外研究现状 1
1.国外现状 1
2.国内现状 1
二、 物联网概述 2
（一）物联网的起源 2
（二）物联网的体系结构 2
（三）物联网关键技术 3
（四）本章小结 4
三、 智能家居系统方案 4
（一）系统需求分析 4
（二）总体设计方案 5
（三）系统硬件结构设计 5
（四）系统软件结构设计 5
（五）本章小结 5
四、嵌入式智能网关设计 6
（一）嵌入式简介 6
（二）智能网关硬件平台选择 6
（三）智能网关的设计及应用 7
1.网关应用程序的开发 7
2.程序烧录 9
(四)本章小结 10
五、智能家居移动终端设计 10
（一）Android简介 10
（二）Android开发环境的搭建 10
（三）Android应用程序开发 11
（四）本章小结 14
六、 系统可靠性测试 14
（一）测试准备 14
（二）家庭灯光系统控制 14
（三）本章小结 15
七、总结和展望 16
（一）总结 16
（二）展望 16
参考文献 17
致谢 18
（一）引言
互联网的出现无疑是人类科技的一次巨大飞跃。传统的互联网仅仅能够提供外界大量的信息，已经不能满足人们的需要，人们亟须一种可以将物物连接起来的技术，物联网在这种趋势下登上了历史的舞台。1999年，美国教授凯文阿希顿给出了物联网的初步定义。现在大家普遍认可的物联网含义为：物联网以计算机技术为基石，凭借射频识别、无线传感等技术，把物品和物品结连在一块并接入网络，完成数据的交互，从而构造出一个任意物品和物品相连的互联世界【1】。智能家居，顾名思义，即一种更加智能化的居住环境。传统的智能家居主要通过布线的方法实现对家居电器的控制，但这种方法往往需要对房间做很多破坏性工作，成本较高，因而发展较缓慢。物联网诞生后，其无线技术取代了传统的布线，不仅节约了成本，效率也变得更高，因而成为物联网的重要发展方向。
智能性一直是研究者们追求的目标，即家居系统能够在一定情况下自动做出反映。可以通过了解户主的居住习性，在特定的场景中替主人做出正确的判断和行动。例如房间内光亮变暗时自动开灯，房间出现异常情况第一时间通知主人等等，从而为人们营造一个智能、安全的居住环境。
（二）智能家居国内外研究现状
1.国外现状
1984年，在美国建造出了全球第一座智能大楼,这栋大楼的完工成为建筑史上的里程碑【2】。虽然这座建筑的功能并不全面，但基本上可以完成对电灯等简单电器的控制。从此越来越多的国家开始加入智能家居的研究行列。
在智能家居方面，美国和新加坡保持着世界先进水平。早在2000年，新加坡就有近三分之一的户主开始使用智能家居系统，而美国的使用量则更高。智能家居市场的不断扩大更是给这些国家带来了可观的收益。
20世纪以来，一些全球知名企业渐渐意识到了智能家居前景良好，纷纷招兵买马加入到这块阵地。这几年，国外的智能家居系统发展已较为完善，近一半以上的楼房已多多少少体现了家居的智能性。随着水平的提高以及设备价格的下降，这些新型家居系统价格并不会太高，为大多数家庭可接受。
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