论文部分内容阅读
智能家居系统是家居环境的智能化,其能够使人们的居住环境更加便利、安全。论文基于ARM与嵌入式Linux、ZigBee网络,设计了一套具备智能安防监控及远程访问功能的智能家居系统。首先对系统的总体结构做了设计,之后从硬件系统设计、安防监控模块设计及软件系统设计三个方面展开。系统硬件设计分为zigbee网络节点和网关系统。研究了TI公司的CC2530无线处理器,并基于CC2530处理器设计了zigbee网络节点,包括zigbee通信模块及底板系统,设计了相关的通信接口及传感器接口；对网关平台硬件系统,研究了基于三星公司Cortex-A8内核的S5PV210处理器平台结构,设计了网关平台底板的硬件系统。针对安防监控功能,研究了基于计算机视觉技术的视频流运动目标检测算法,研究了OpenCV库的开发原理,将OpenCV库移植到了嵌入式Linux平台,并基于Cortex-A8硬件平台及OpenCV库对帧间差分法、背景差分法做了算法仿真。在综合考虑时间效率及检测效果后选择背景差分法作为安防监控的检测算法。并基于Cortex-A8平台、嵌入式Linux、OpenCV设计了安防监控模块软件,在实验室环境搭建了模拟环境对检测性能做了测试分析。在软件系统设计方面,论文研究了嵌入式Linux系统的开发原理,主要研究了Linux程序进程间通信方式、串口通信及嵌入式web服务器的设计原理,给出了web服务器的设计结构,并基于CGI技术设计了服务器后台程序及服务器后台进程与Linux端其他进程的通信方法,同时制定了web服务器前后台通信协议、CGI后台程序与网关通信模块的通信协议及网关与zigbee协调器之间的通信协议。对ZigBee网络部分,研究了TI公司Z-stack协议栈,对Z-stack协议栈的运行机理做了讨论,并分析研究了基于Z-stack协议栈中ZCL库的开发原理,选择了4种典型设备基于ZCL标准开发了应用程序。论文实现了具有远程访问功能且具备智能安防监控特性的智能家居系统,并对所设计的系统做了分系统测试及系统级联调联试,验证了本论文设计的系统的原理及功能的正确性。