基于NiosⅡ的嵌入式智能网络家居系统的设计

合集下载

基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计

基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计智能家居控制系统是利用嵌入式系统技术，将传感器、执行器以及通信技术融入家居系统中，实现对家居设备的自动化控制和远程监控。

该系统可以大大提升家居安全性、舒适度和能源利用效率，给用户带来更加便捷的生活方式。

本文将对基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计进行详细探讨。

一、系统架构设计智能家居控制系统通常包括以下组件：传感器、执行器、控制中心和用户界面。

传感器用于感知环境中的各种信息，如光线、温度、湿度等。

执行器用于控制家居设备，如灯光、空调、窗帘等。

控制中心负责接收传感器数据并根据用户设定的规则进行决策控制，同时将控制指令发送给执行器。

用户界面则提供给用户操作设备、监控家庭状态的接口，可以通过手机应用程序或者网页实现。

在系统架构设计中，需要考虑以下要点：1. 通信方式：智能家居控制系统需要通过网络与用户进行远程通信，可以选择Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等不同的通信方式。

Wi-Fi通信速度较快，适用于传输大量数据；蓝牙通信距离较近，适用于短距离传输；Zigbee通信消耗少，适合用于节能环保的家居系统。

2. 安全性考虑：智能家居控制系统需要采取安全措施，以防止黑客入侵或者信息泄露。

可以使用加密技术对通信进行保护，如SSL/TLS协议，同时采用身份验证机制，确保只有授权用户才能访问系统。

3. 软硬件平台选择：在嵌入式系统中，需要选择适合的硬件平台和操作系统。

常用的硬件平台有Arduino、Raspberry Pi 等，操作系统可以选择Linux、RTOS等。

选择合适的平台和操作系统可以简化系统的开发和维护工作。

二、系统功能设计1. 远程控制：用户可以通过手机应用程序或者网页远程控制家居设备。

例如，用户在外出时可以通过手机应用程序打开或关闭家中的灯光、电视等设备，以此增强家居安全性。

2. 定时控制：用户可以根据需要设置定时开关家居设备。

例如，可以设定某个时间自动打开空调、关闭窗帘，以提前为用户创造一个舒适的家居环境。

基于嵌入式技术的智能家居系统设计

基于嵌入式技术的智能家居系统设计第一章：引言随着科技的不断发展，智能家居系统成为了现代家庭中的一种新趋势。

智能家居系统通过嵌入式技术和物联网的结合，可以实现家居设备和家庭成员之间的智能化互动。

本文将介绍基于嵌入式技术的智能家居系统的设计。

第二章：智能家居系统的概述智能家居系统是通过各类传感器、执行器和嵌入式技术相结合，实现对家庭设备的智能化控制。

它可以监测环境状态、识别家庭成员，进而根据用户需求自动控制家电、灯光、空调等设备的开关与调节。

智能家居系统可以提高生活的舒适度、安全性和便利性。

第三章：嵌入式技术在智能家居系统中的应用嵌入式技术是智能家居系统设计中不可或缺的关键技术之一。

通过将各类传感器和执行器嵌入到家居设备中，可以实现智能家居系统的功能。

嵌入式技术可以实现设备之间的无线通信，使得家庭成员可以通过手机应用或语音命令来控制家居设备。

同时，嵌入式技术可以实现对家庭环境的监测和分析，从而实现智能化的自动控制。

第四章：智能家居系统的关键组件智能家居系统中的关键组件包括传感器、执行器、通信模块和控制中心。

传感器可以监测环境的温度、湿度、光照等参数，执行器可以控制灯光、空调、窗帘等设备的开关与调节。

通信模块用于实现无线通信，控制中心则负责处理传感器的数据并做出相应的决策。

第五章：智能家居系统的功能设计智能家居系统的功能设计应根据家庭成员的需求和生活习惯来进行。

例如，可以设置自动化的定时控制功能，根据家庭成员的作息时间自动调节灯光和温度。

同时，可以通过传感器监测家庭成员的位置和活动状态，实现智能化的安全报警和监控功能。

另外，智能家居系统还可以集成语音助手，通过语音命令来控制家居设备。

第六章：智能家居系统的优势与挑战智能家居系统的优势在于提高家庭生活的舒适度和便利性，增强家庭成员的安全感。

智能家居系统可以根据家庭成员的需求自动进行控制，避免了繁琐的手动操作。

然而，智能家居系统的设计还面临一些挑战，主要包括系统的复杂性、安全性和隐私保护等方面。

面向智能家居的嵌入式系统设计与实现

面向智能家居的嵌入式系统设计与实现1. 引言智能家居已经逐渐融入了人们的生活中，为人们提供了更加方便、舒适、安全的居住环境。

而智能家居的核心就是嵌入式系统，它通过各种传感器和控制器实现对家庭环境的感知和控制。

本文将介绍面向智能家居的嵌入式系统的设计和实现。

2. 智能家居的嵌入式系统概述嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常集成在其他设备中，具有低功耗、高可靠性、强实时性等特点。

智能家居的嵌入式系统需要具备多种功能，包括数据采集、数据处理、通信控制、人机交互等方面，同时还需要具备较高的性能和稳定性。

智能家居的嵌入式系统通常包含以下几个组成部分：1) 传感器智能家居需要感知家庭环境的各种参数，如温度、湿度、光照等。

这些数据可以通过各种传感器实现采集，例如温度传感器、湿度传感器、光感传感器等。

2) 控制器控制器是智能家居嵌入式系统的核心部分，它负责对传感器采集到的数据进行处理和分析，以及根据用户的要求控制各种设备的开关、亮度等。

控制器需要具备较高的运算速度和稳定性，以保证系统的实时性和可靠性。

3) 网络模块智能家居需要支持远程控制和信息交互，因此需要包含网络模块。

网络模块可以通过有线或无线方式连接到网络，实现对智能家居设备的远程控制和数据交换。

4) 人机交互界面为了方便用户使用和管理智能家居设备，嵌入式系统需要具备人机交互界面，例如触摸屏、语音控制等。

3. 面向智能家居的嵌入式系统设计智能家居的嵌入式系统设计需要从以下几个方面考虑：1) 功能需求需要根据用户的需求确定嵌入式系统的功能，包括数据采集、数据处理、控制等方面。

例如，如果用户希望实现智能家庭安防系统，嵌入式系统需要具备人脸识别、视频监控、报警等功能。

2) 性能需求嵌入式系统需要具备较高的性能，保证系统的实时性和可靠性。

因此需要根据应用场景和用户数量确定嵌入式系统的核心处理器和存储器容量等参数。

3) 硬件接口设计嵌入式系统需要支持各种传感器和控制器的接口，例如USB、SPI、I2C等接口。

基于嵌入式智能家庭网关系统的设计及实现的开题报告

基于嵌入式智能家庭网关系统的设计及实现的开题报告一、项目背景及目的随着物联网技术的发展，智能家居市场正变得越来越火热。

传统的家居设备正在逐步被具有智能化、自动化和互联互通特性的设备所取代。

然而，智能家居设备之间存在着不同的标准与通信协议，这导致了设备之间的通信问题，使用户难以搭建起一个完整的智能家居系统。

为了解决这一问题，设计一款嵌入式智能家庭网关系统就显得尤为重要。

本项目旨在开发一款基于嵌入式平台的智能家庭网关系统，通过系统的集成，可实现家庭内各种设备的智能联通，实现智能家居的自动化实现，提高人们对家庭生活的便利性、舒适性、安全性和智能性，提供更好、更便捷的家庭生活方式。

二、项目实施方案本项目的实施方案为：使用嵌入式计算机作为网关的核心，将各种智能家居设备通过网关进行连接，实现设备之间的通信和互联互通。

具体实现方案如下：1. 硬件选型与设计硬件选用嵌入式计算机作为系统的核心平台，采用微处理器和标准主板进行设计和搭建。

同时，结合多种通讯方式和传感器技术，以及适合各种智能家居设备的接口，实现设备的连接和通信。

2. 操作系统选择本系统选择基于Linux的操作系统，为嵌入式设备量身定制的系统，拥有较好的运行性能，可以针对具体的应用需求定制系统内核，并且支持多种文件系统，提供良好的开发环境。

3. 网络通信协议使用Zigbee等短距离无线通信协议和Wi-Fi、以太网等网络通信协议，将各类智能家居设备连接到网关设备，实现设备之间的互联互通和信息交互。

4. 控制算法开发在设计时，对嵌入式设备进行充分优化，对控制算法进行开发，保证系统稳定、高效地实现智能控制和操作。

三、预期成果本项目预期成果：1. 完成嵌入式智能家庭网关系统开发，实现各种智能家居设备的联通与互通。

2. 实现基于云端的智能控制，用户可通过手机APP实现智能生活的控制与管理。

3. 设计基于嵌入式平台的智能家居应用方案，为智能家居设备的设计和应用提供参考。

基于嵌入式的智能家居系统设计与实现

基于嵌入式的智能家居系统设计与实现随着科技的不断进步，物联网技术得到了突飞猛进的发展。

智能家居是物联网技术的典型应用领域之一。

智能家居系统将独立家用电器、安防设备连接成一个具有思想的整体，实现家居设备的智能管理和远程监控。

本课题的嵌入式平台采用WinCE操作系统，硬件设备采用ARM10架构的Intel XScale270核心处理器的实验箱作为技术支撑。

系统设计与实现使用Keil、VS2005和Delphi三种集成开发工具实现代码的编写与调试。

软件部分主要涵盖硬件网关设备的WinCE操作系统相关功能设计、嵌入式设备平台服务端软件设计、计算机客户端应用软件的设计及家电控制端底层的设计。

智能家居系统与用户数据交互采用GSM系统，通过短信的方式实现。

家居设备之间的数据通信采用TCP/IP网络协议，建立三次握手机制，保证数据传输稳定可靠。

系统对WinCE系统内核进行裁剪定制，提高数据的处理能力。

在网关内设计开发用于WinCE系统的控制中心，即嵌入式服务端，实现硬件设备与软件系统数据握手通信。

计算机客户端的应用软件设计，即视频采集查阅软件，是基于Delphi可视化界面开发语言编写进行设计。

客户端应用软件用于异地及时通过视频画面掌握家居状态环境。

本课题基于嵌入式的智能家居系统的设计与实现，使用嵌入式平台作为核心控制器能够提高整个系统的稳定性，数据传输采用TCP/IP协议能够很好解决目前一些系统中存在的数据传输不稳定问题。

基于嵌入式的方式能够降低智能家居系统的成本，大大降低市场中由于智能家居价格较高无法普及现象，使智能家居能够走入普通百姓家中。

关键字：智能家居系统，物联网，嵌入式技术，WinCE系统，DelphiDesign and Implementation of Smart Home System Based onEmbedded SystemWith the constant progress of science and technology, Internet of things (IOT) technology develops by leaps and bounds. Smart home is one of the typical applications of IOT. Smart home system links home appliances and security equipment as a whole with the soul, implementing intelligent management and remote monitoring of the household equipment.In this project, the embedded platform adopts the WinCE operating system, and the hardware device uses an experiment box with Intel XScale270 core processor based on ARM10 architecture as the technical support. System design and implementation uses Keil, VS2005, and Delphi integrated development tools to edit and debug the codes. Software mainly covers the WinCE operating system function design of the hardware gateway device, platform server client software design of the embedded devices, the computer client application software design and the household appliance control bottom program design.Interaction of smart home system with the user uses GSM system with short message service. Data communications between household equipment adopts TCP/IP network protocol, setting up a three-way handshake mechanism, to ensure stable and reliable data transmission. The system truncates and customizes the WinCE system core to improve data processing ability. In the gateway, the control center for the WinCE system, namely embedded server, can be developed to realize the data communication between the hardware and software system. Computer client application software design, namely the video acquisition carried out based on Delphi visualization interface development language. The client application software is used in mastering the household environment timely by video images in the remote places. The design and implementation of intelligent Home Furnishing system based on embedded system, using the embedded platform as the core controller can improvethe stability of the whole system, data transmission using TCP/IP protocol can solve data transmission system exists the unstable problem. Embedded system can reduce the cost of smart home system, greatly reducing the market because of the high price of smart home can’t be universal phenomenon, so that smart home can go into the homes of ordinary people.Keywords:smart home system, IOT, embedded technology, WinCE system, Delphi目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 智能家居研究现状与发展 (3)1.2.1 智能家居国内外发展现状 (3)1.2.2 智能家居发展趋势 (4)1.3 本课题研究内容 (5)1.4 论文结构 (6)第2章系统设计方案 (8)2.1硬件总体设计框图 (8)2.2控制核心选择 (10)2.3家电控制板 (11)2.3.1串行端口电路 (12)2.3.2家电控制电路 (14)2.3.3传感器接口电路 (15)2.4 GSM通信模块 (15)2.5视频监控模块 (16)2.6总体软件设计方案 (17)2.7本章小结 (18)第3章操作系统的定制 (19)3.1 BSP的安装 (19)3.2添加平台特征和配置平台 (20)3.3串口部分设置与调试 (22)3.4操作系统的生成与下载 (24)3.5本章小结 (24)第4章应用软件设计 (26)4.1应用程序编写环境 (26)4.2智能家居人机接口设计 (26)4.3串口通信功能设计 (30)4.3.1串口通信协议 (30)4.3.2软件的实现 (31)4.3.2.1打开串口与配置串口 (32)4.3.2.2关闭串口 (35)4.3.2.3串口读线程 (36)4.3.2.4串口实现数据的写入 (37)4.3.2.5串口类的调用 (38)4.3.2.6串口的监听 (38)4.4 GSM无线数据传输模块 (39)4.4.1 GSM无线数据传输的基础 (39)4.4.1.1 PDU编码规则 (39)4.4.1.2 AT指令 (41)4.4.2 软件的实现 (42)4.4.2.1 PDU编码解码 (42)4.4.2.2 CEncode类成员函数详解 (44)4.4.2.3 收发短信 (53)4.5 图像采集模块 (55)4.5.1 摄像头驱动程序 (55)4.5.2 视频捕捉和视频信息传送 (56)4.6 以太网通信模块 (57)4.6.1 TCP/IP协议 (57)4.6.2 软件实现 (58)4.7 客户端视频监控软件 (61)4.8 家电控制及传感器模块 (63)4.8.1 单片机串口使用及参数设置 (63)4.8.2 串口通信的自定义约定 (64)4.8.3 单片机程序流程 (65)4.8.4 ARM端控制和报警流程 (68)4.9本章小结 (68)第5章系统测试 (70)5.1测试环境 (70)5.2 测试步骤 (70)5.3本章小结 (75)第6章总结与展望 (77)6.1本文的总结 (77)6.2 对本课题前景的展望 (78)参考文献 (79)作者简介及在学期间所取得的科研成果 (82)致谢 (83)第1章绪论1.1 研究背景及意义我国伴随经济化建设的步伐持续加快与深入，中国百姓生活逐渐面向全面小康化方向前进，使得寻常百姓生活质量也随之提升一个层次。

基于NIOSⅡ的嵌入式网络接口设计

计和同应用领域对接入网络的需求。
【关键词１ＮＩＩ网络接口，ＦＧＯＳＩ，ＰＡ，ＳＣＯＰ
中图分类号：ＴＰ９３３文献标识码：Ａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｓｐｐｒｅｐｕｄｈｅｗｏｋｉｔｒａｅｄｓｇｆＯＳＩｓｆｃｒｒｃｓｏｎｈｒｅｉａｅｘｏｎｓｔｅｎｔｒｅｆｃｅｉｎｏｎＮＩＩｏｔｏｅｐｏｅｓｒａｄＥｔｅｎｔＲＴＩＯｇ８ｌＡＳ，ａｄｇｖｓｎｉｅａｓｍＤｅｉｔｏｕｔｎｔＰＧＡ～ｂｓｄＳｉ１ｎｒｄｃｉ０ＦｏａｅＯＰ；ｔｃｎｌｇ，ａｄｄｓｇｓａｄｉｌｍｅｔｈｅｗｏｋｉｔｒａｅｆｓｆｗａｅａｄ（ｅｈｏｏｙｎｅｉｎｎｍｐｅｎｓｔｅｎｔｒｎｅｆｃｓｏｏｔｒｎｈｒｗａｅａｄＴ，ｗｈｃｎａｃｓｔｅｆａｉｉｔｆｔｅｓｓｅａｄｉａａｔｄｔｈｅｕｒｍｅｔｏｅｅｓｎｔｒｎｄｆｅｅｔａｅｓｉｈｅｈｎｅｈｅｓｂｌｙｏｈｙｔｍｎｓｄｐｅＯｔｅｒｑｉｅｎｆＲｃｓｅｗｏｋｉｉｒｎｒａｉｆ
维普资讯
第２ｏ卷
第２期
电脑开发与应用
文章编号：０３５５（０７０ —０７０１０ —８０２０）２０２— ２

基于NIOSⅡ的嵌入式Web网络构建

操作。
图１中虚线框内是本设计中嵌入式Ｗｅｂ服务器的系统结构图。整个系统为采用ＢＳ模式的Ｗ／ｂ
＊收稿日期：２０ — １ —００９２２
基金项目：安徽省高校省级自然科学研究项目（Ｊ０９０４资助。Ｋ２０Ｂ５）作者简介：江晋剑，，徽枞阳人，庆师范学院计算机与信息学院讲师，究方向为嵌入式系统应用与模式识别。男安安研
建而成，有自己的ｗｅ具ｂ地址，能上和传统的功
Ｗｅｅｖｒ样，过网络就可以把设备接入ｂｓｒｅ一通Ｉｔｒｅ中。任何一个客户机，可以通过ＨＴｎｅｎｔ都 — ＴＰ协议ＥｗＳＥｅＷｅｅｖｒ，（ｍｂｄｂＳｒｅｓ嵌人式Ｗｅｂ
２基于ＮＩ Ⅱ的嵌入式ＷｅＯＳｂ服务器设计
基于ＮＩ Ⅱ的设计思路增加了系统设ＯＳ计的灵活性，快了系统运行速度，加缩短了产
品研发和上市时间。其主要功能是对数据采
集控制系统进行配置和控制，收数据采集接
‘４ ‘ ４
安庆师范学院学报（自然科学版）
２１００年
服务器，连接到Ｉｔｒｅ的计算机通过浏览器访问嵌入式Ｗｅｎｅｎｔｂ服务器，实现对数据采集控制系统的监控。主要要解决４方面的问题：Ｃ／Ｐ协议栈的实现、入式Ｗｅ个ＴＰＩ嵌ｂ服务器的实现、据处理、数硬件驱动初始化。

基于嵌入式技术的智能家居自动化系统的设计与实现

基于嵌入式技术的智能家居自动化系统的设计与实现智能家居的概念已经逐渐深入人们的日常生活，嵌入式技术的广泛应用给智能家居领域带来了新的机遇和趋势。

传统家居设备与智能化设备的融合，使得智能家居的自动化系统成为了未来的发展方向。

本文将针对基于嵌入式技术的智能家居自动化系统的设计与实现，进行详细的介绍。

一、嵌入式技术在智能家居中的应用嵌入式技术是指将计算机技术及其他电子技术嵌入到各种日常生活的用品中以便于操作，其中最主流的硬件为单片机及其外围电路。

在智能家居领域，嵌入式技术有着广泛的应用，如智能门锁、智能窗帘、智能灯光、家庭娱乐设备等都是基于嵌入式技术实现的。

通过嵌入式技术实现智能家居自动化系统，不仅实现了对传统设备的智能化控制，也使得家居设备可以实现联网和互联。

同时也减少了人工的参与，使得智能家居的运行更加稳定可靠，实用性更强。

二、智能家居自动化系统的设计智能家居自动化系统的设计是建立在嵌入式技术基础之上，主要分为硬件设计和软件设计两个方面。

硬件设计主要包括智能设备选型、连接方式设计、通信协议选用等等；软件设计则重点关注智能设备控制、通信协议实现和用户界面设计等等。

在智能设备选型方面，需要根据实际需求选取适合的带有通信模块的智能设备，如带有WiFi、蓝牙、zigbee等通信模块的智能开关、传感器等。

在连接方式设计方面，需要根据选用的智能设备进行设计，主要分为有线连接和无线连接两种方式。

同时需要考虑多个设备之间的互联和距离的限制。

在通信协议的选用上，应根据实际需求进行选用，目前主要的通信协议有MQTT、 Zigbee、Wi-Fi等。

在软件设计方面，主要需要进行智能设备的控制，通信协议的实现和用户界面的设计。

控制部分需要进行设备的开关控制、传感器数据采集等等；通信协议的实现则需要根据实际选用的协议进行开发；用户界面则可以设计为手机APP等形式，以方便用户进行远程控制和实时监控。

三、智能家居自动化系统的实现智能家居自动化系统的实现需要在设计方案的基础之上进行具体实现，主要分成三个步骤：硬件的实现、软件的实现、测试和维护。

嵌入式技术课程设计案例

嵌入式技术课程设计案例嵌入式技术课程设计案例：智能家居控制系统一、项目背景随着人们生活水平的提高，智能家居逐渐成为现代家庭的重要组成部分。

智能家居控制系统能够实现对家庭设备的集中控制，提高生活便利性，降低能源消耗。

本项目旨在设计一个基于嵌入式技术的智能家居控制系统。

二、系统设计1. 硬件平台选择：选用STM32F103C8T6微控制器作为主控制器，该控制器具有丰富的外设接口和强大的处理能力。

2. 传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器等，用于监测家庭环境参数。

3. 执行器模块：包括灯光控制器、窗帘控制器、空调控制器等，用于控制家庭设备的开关和调节。

4. 通信模块：采用WiFi模块实现控制器与手机APP的通信，采用Zigbee模块实现传感器与控制器之间的无线通信。

5. 人机界面：开发一款手机APP，实现远程控制家庭设备、实时监测家庭环境等功能。

三、系统实现1. 硬件平台搭建：根据设计要求搭建硬件平台，包括微控制器、传感器模块、执行器模块、通信模块等。

2. 传感器数据处理：编写程序实现传感器数据的采集和处理，将环境参数实时显示在APP上。

3. 执行器控制：编写程序实现执行器设备的开关和调节，如灯光亮度调节、空调温度调节等。

4. 通信协议制定：制定传感器与控制器、控制器与手机APP之间的通信协议，实现数据的有效传输。

5. APP开发：开发手机APP，实现用户界面的设计和功能开发，如设备控制、环境监测等。

四、系统测试与优化1. 功能测试：对系统进行功能测试，确保各模块正常运行，满足设计要求。

2. 性能测试：对系统进行性能测试，包括数据传输速率、稳定性等指标的测试。

3. 优化改进：根据测试结果对系统进行优化改进，提高系统性能和稳定性。

五、总结与展望本课程设计通过智能家居控制系统项目的实践，使我们深入了解了嵌入式技术的实际应用和系统开发流程。

在项目实施过程中，我们掌握了硬件平台的搭建、传感器数据处理、执行器控制、通信协议制定等方面的技能，提高了实际动手能力和团队协作能力。

基于嵌入式系统的智能家居设计与开发

基于嵌入式系统的智能家居设计与开发智能家居在当前科技发展的大环境下，受到越来越多的关注和重视。

基于嵌入式系统的智能家居设计与开发是该领域的核心内容之一。

本文将从硬件设计、软件开发、通信技术以及安全性等方面探讨基于嵌入式系统的智能家居设计与开发。

一、硬件设计在智能家居的硬件设计中，嵌入式系统起着至关重要的作用。

嵌入式系统是指将计算机系统嵌入到特定的硬件设备中，既具有计算能力，又具有相应的输入输出接口。

在智能家居设计中，可以采用微处理器或者单片机等技术实现嵌入式系统。

而相应的硬件设计要充分考虑系统的稳定性、可靠性和可扩展性等因素，以满足不同用户的需求。

在硬件选型方面，要选择适当的处理器和传感器。

处理器要具备足够的计算能力和低功耗特性，以应对各种智能控制任务。

传感器则用于感知环境中的信息，例如温度、湿度、光强等，以及感知用户的操作指令。

此外，还需要选择合适的通信模块和外设接口，以实现与其他设备的联网和相互交互。

二、软件开发智能家居的软件开发包括嵌入式系统的底层驱动程序开发和上层应用程序开发。

底层驱动程序主要负责与硬件设备的交互，如控制传感器采集数据或控制执行器的运行。

而上层应用程序则是用户可以直接操作的界面，通过软件界面实现对智能家居设备的控制和监控。

在软件开发中，需要选择适当的编程语言和开发工具。

常用的编程语言有C、C++、Python等，开发工具则包括IAR Embedded Workbench、Keil等。

同时，还需要充分考虑软件的可移植性和可扩展性，以便在不同平台和设备上进行部署和扩展。

三、通信技术智能家居的设计与开发需要依赖于各种通信技术，以实现设备之间的联网和数据交互。

目前常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。

其中，Wi-Fi适用于近距离高速传输数据，蓝牙适用于短距离低功耗的设备间通信，ZigBee适用于组网控制，而LoRa适用于广域物联网应用。

通信技术的选择要根据具体的应用场景和需求进行评估。

基于嵌入式技术的智能家居系统研究与设计本科论文

摘要智能家居能够为人们提供前所未有的便捷与安全，进而广受市民的追捧，同时也是国际上探究的重要课题。

伴随嵌入式技术的迅速推广与运用，不仅使智能家居的多样化功能变为现实，还极大的减少了开发费用，缩短研发周期，反映出巨大的市场应用前景与推广价值。

本文在综合ZigBee无线通信技术、嵌入式技术以及网络技术的基础上，完成家居智能化系统，同时探究此系统的关键，也就是智能家居网关。

当中，对以ARM平台作为基础的智能家居网关的软硬件展开了探究。

与其他过去的智能家居网关有所差别，本文是将网络服务器引入智能家居网关中，使用户能够通过任意一部终端实现智能家居网关的登录与访问，进而掌握家中设施情况，同时实现对设施动作的调控，从某种意义上增强了用户接入的便捷性。

用户在访问智能家居系统以后，能够直接了解家中智能设施的情况，还可以掌握这些设施的运行状态。

用户上传指令至智能家居网关以后，系统经过解析与处理，再将指令传送给ZigBee 协调器，最后完成查看与控制设施的任务。

利用定期的信息上传功能，完成对家中设施情况的实时监测，并且还添加了不同的场景模式，进而完成对家居设施的个性化控制。

本文首先针对智能家居系统的内涵展开了简要的阐述，同时对该领域目前的实际情况及其日后的推广前景展开论述。

在此基础上对本系统的内容展开研究，明确系统的整体功能，同时明确网关的整体开发规划。

本文的核心内容是在ARM 平台的基础上研发系统，大体上涉及下面三点：第一，把BootLoader 与Linux 系统引入到mini2440 开发板中，同时编制根文件系统，进而为软件研发构建好平台。

第二，构建网络服务器，同时编制网页与CGI程序，完成远程控制。

第三，确定网关和ZigBee 协调器之间的协议，完成与家居设施节点之间的通信。

关键词：嵌入式；智能家居；网络服务器；ZigBeeResearch and design of smart home system based on embeddedtechnologyDiscipline: Control engineeringStudent Signature:Supervisor Ⅰ Signature:Supervisor Ⅱ Signature:AbstractSmart home can provide people with unprecedented convenience and safety, then the mass market likes it very much, and it is also the important issue to explore . With the rapid promotion and application of embedded technology, it not only makes the diversification of smart home features to be reality, but also greatly reduces the development costs, and shorten the development cycles, all of them reflects the huge market prospects and promotional value.Based on the comprehensive ZigBee (wireless communication technology), embedded technology and network technology, I work on completing home automation system, at the same time I want to explore the key to this system which is the intelligent home gateway. Among software and hardware ARM processor as the basis for the intelligent home gateway launched research in-depth. Differ from the past with other smart home gateway, network server is the introduction of smart home gateways and enables users to log on and access to achieve intelligent home gateway through any one terminal, then grasp the situation at home facilities, while achieving operation of the facility regulation, in a sense enhanced convenience of user access. After the user to access the smart home system, direct insight into the smart home facilities situation, it can also keep running these facilities. Users to upload commands to the intelligent home gateway after the system has been parsed and processed, and then sent to the ZigBee coordinator instruction, and finally complete the task view and control facilities. People use the regular information uploading, and completing home installations of the real-time monitoring. they also add a different scene modes, and then complete the facility personalizedhome control.Firstly, for the connotation of smart home system, the paper launches a brief exposition of the field, meanwhile it also starts on the current situation and future prospects for promotion . On the basis of the content , the major of the paper is to study the system, clear overall system functionality, and overall the development plan clearly gateway. The core content of this paper is reaching the system which based on the ARM platform , it generally involves the following three points. First, the BootLoader and Linux systems introduced into mini2440 development board, while the preparation of the root file system, and then building a good platform for software development. Second, building a network server, while preparing web pages and CGI programs, completing remote control. Third, determining the protocol gateways and ZigBee coordinator between the completion of the communication and the node and the home facilities.Keywords: embedded; smart home; web server; ZigBee目录1 绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 智能家居的研究现状 (2)1.2.1 国外研究现状 (2)1.2.2 国内研究现状 (3)1.3 智能家居目前存在的问题及其发展前景 (3)1.4 论文主要研究内容 (5)2 智能家居总体方案设计 (6)2.1 系统的功能要求 (6)2.2 现代智能家居的发展趋势 (6)2.3 智能家居解决方案的选择 (6)2.4 智能家居通信方式的选择 (7)2.5 系统软件和硬件型号的选择 (9)2.5.1 系统硬件型号的选择 (9)2.5.2 系统软件型号的选择 (10)2.6 总体功能设计 (11)3 智能家居系统硬件概述 (13)3.1 系统硬件结构设计 (13)3.2 存储器控制系统 (13)3.3 电源与复位系统 (16)3.4 系统通信接口 (18)3.5 本章小结 (21)4 Web服务器实现 (22)4.1 搭建宿主机软件平台 (22)4.1.1下载安装Linux系统 (22)4.1.2 构建交叉编译环境 (22)4.2 目标板运行环境搭建 (24)4.2.1 格式化Nand Flash (24)4.2.2 安装Bootloader (25)4.2.3 安装Linux 内核 (25)4.2.4 安装根文件系统 (25)4.3 Web 服务器在ARM-Linux 平台实现 (26)4.3.1 安装和配置相关应用 (26)4.3.2 网页和CGI 程序设计 (27)4.3.3 动态Web 页面在嵌入式Linux 下的实现 (30)4.4 照明系统功能实现 (31)4.5 本章小结 (35)5 ZigBee 协调器通信设计 (36)5.1 ZigBee 通信简介 (36)5.2 通信转换协议设计 (36)5.3 ZigBee 模块程序设计 (37)5.3.1 ZigBee 协调器的程序设计 (37)5.3.2 ZigBee 终端节点的程序设计 (37)5.4 智能家居照明系统实例 (37)5.4.1 智能家居照明系统的功能 (37)5.4.2 基于ZigBee 智能家居照明系统方案 (38)5.4.3 智能照明系统的技术细节 (38)5.5 本章小结 (38)6 总结 (40)参考文献 (43)致谢......................................................................................................... 错误！未定义书签。

基于嵌入式处理器NiosII的片上可编程系统设计

有被病毒感染。
图２银行网络系统安全解决方案
整个网络纵向由总行覆盖到省、（）行，向也有很多市县分横
机构和其它银行，在此方案中．每一级网络系统中运用４台Ｕ２Ｉｄ设备．过这４台设备既可以防范网络攻击、制非法访通控问．可以阻挡病毒入侵、受垃圾邮件干扰，时总行与支行也免同之间、行和管理机构（作伙伴）移动用户与办公网络之间可银合、以进行ＶＮ加密传输．整个系统提供了完整的混合威胁防护Ｐ为解决方案．银行真正做到轻松防范各种威胁，效保证银行网让有络系统高效可靠的运行。务系统稳定安全的运转。体特点如业具
实例，出了基于Ｍ０Ⅱ嵌入式处理器的ＳＰ给ｓＯＣ软、件设计方法。硬
【关键词】Ｎｏｌ；片上可编程系统；：ｉＩｓ嵌入式处理器
Ｂｉｅ生成的Ｎｏｌ的ＨＬ描述语言程序进行系统功能仿真：ｕｄｒｌｉＩｓＤ
ａＢ
３１硬件设计．本系统的ＮｏⅡ硬件配置如图３所示。整个硬件系统设计ｉｓ如图４所示。其中ａｐＯ是一个锁相环模块。用是将外部时钟ｌｌｔ作倍频后输送给ＣＵ。Ｐ

基于NiosⅡ的嵌入式网络通信系统设计

过网络与远程设备进行信息的交互以增强系统的
互连性，而这仅仅需要一根网线就可以轻松完成
系统的互连。
目前市场上嵌入式处理器的种类很多。而通过Ａｅａ司推出的第二代片上可编程嵌入式软ｈｒ公核处理器Ｎｏ，再配上其低成本、高性价比的ｉＩｓＩ
第ｌ卷０
第２期
电子元器件壶用
ＥｅｔｏｉｏｏｅｔＤｖｃｐｉａｉｎｌｃｒｎｃＣｍｐｎｎ＆ｅｉｅＡｐｌｃｔｓｏ
Ｖｏ．０Ｎｏ２１．１Ｆｂ０８ｅ．２ｏ
２０年２０８月
计算校验和的用户指令ｆａｃｅｋｕ）ｃｌｈｃｓｍ。图ｌ，片上ＲＭ用作内存运行程序；Ｆａｈ中Ａｌｓ则使用ＳＲ公司的Ｌ８１０３ — １Ａ，主要ＨＡＰＨ２Ｆ６ＳＴＬ３
的可编程特点，与专用硬件相比，该方案的灵活
性具有很大的优势。
２系统设计
基于Ｎｏ和ＦＧｉＩｓＩＰＡ的系统模块框图如图１所
１Ｎｏ简介ｉｓＩＩ
Ｎｏ嵌入式软核处理器是Ａｅａ司推出的ｉＩｓＩｈｒ公第二代片上可编程的软核处理器，该处理器是可配置的，用户可以根据自己的实际需要进行处理
Ｉｓ一种性能和成本折中的内核。本设计采用Ｉ是／
的就是这种ＮｏＩｓｉ／内核。ｓＩ

基于NIOSⅡ的嵌入式云发生器电路设计

成拟人控制的智能控制方法，在三级倒立摆的控制Ｉ数据挖掘、、数字水印技术等研究方向得到重要应用。Ｉ
通过云模型建立某个定性概念与其定量表示之间的不确定性
转换关系，而这种不确定性关系可以仅用三个数来表示，使一条语言描述的定性规则可以通过云发生器输出定量的控制参数，以实现拟人化的智能控制。先验知识与逆向云发生器是获得云模型参数的必要条件和方式，正向云发生器则是规则转化为控制参数的
１引言
隶属云和隶属云发生器 ” 提供了一种以语言值构成规则．Ｉ形
和超熵所示。望期
三个是云
数值表示，如图１滴在论域空间分布的期望，是最能够代表定性概念的
点，反映了云的重
维普资讯
《气自化２７第２卷第３电动｝０年９０期
应用电路设计
垒巳皇！！皇！巳！ｇ！曼璺旦
基于Ｎｌｌ的嵌入式云发生器电路设计ＩＯＳ
ＣｉｕｔＤｅｉｎｏｒｉｃｓｇｆＥｍｂｄｅｏｄＧｅｅａｏｓｄｏｎＮＩＩＰｒｃｓｏｅｄｄＣｌｕｎｒｔｒＢａｅＯＳＩｏｅｓｒ
摘
要：提出基于ＮＯＩＩＳＩ处理器系统在目标电路板的ＦＧＰＡ中实现嵌入式云发生器的设计方法。将定制处理器系统加入硬件设计实体，生成硬件配置文件，编写调试云发生器代码，生成软件配置文件，再利用二者生成最终的配置文件并下载到ＦＧＰＡ配置芯片中，实现嵌入式云发生器，具有接口灵活，扩展性强，低功耗，高性能，低成本等优点。

基于NiosⅡ的嵌入式Web模块

量的智能设备由于不同的应用场合或是独立运行或是采用不同的通信方式，如Ｒ－８、流环、ｏ— 比Ｓ４５电ＬｎＷｏｋ、ＡｒｓＣＮ等来构建各自的通信网… ，由于这些通信方式所限，类通信网通常都被限制在有限的范围之此内，而且不同通信网中的设备之间无法取得联系，而从使这些智能化设备的应用被限制在一个很小的范围内。
为了解决这一问题，文设计了一种基于Ｎｏ本ｉｓＩＩ
图１系统结构框图
图中ＥＣ１ＰＳ６用来保存配置数据，统上电后，系ＦＧＰＡ芯片与ＥＣ１问通过ＳＩ口，过简单的ＰＳ６之Ｐ接经握手操作之后，ＰＳ６中的数据送到ＦＧＥＣ１ＰＡ芯片中完成芯片配置，成Ｎｏ微处理器及其他硬件接口电生ｉＩｓＩ路。本设计中将Ｎｏ处理器的复位地址指向ＦａｈｉＩｓＩｌｓ存储器Ｈ２Ｌ１０因此，ＦＧ芯片配置完成系Ｙ９Ｖ６，当ＰＡ统自动复位后，开始执行Ｆａｈ存储器中的引导程就ｌｓ序（Ｆａｈｂｏｏｄｒ，引导程序将程序加载到ＣＩＦｓｏｔａｅ）该ｌｌ
・
ＲＳ（简指令集计算机）人式处理器，ＳＰＩＣ精嵌是ＯＣ的核ＥＬ。，本文所介绍的嵌入式Ｗｅ块采用基于ＦＧｂ模ＰＡ的Ｎｏ软核处理器进行设计。系统的总体框图如图ｉｓＩＩ

基于NiosⅡ的嵌入式USB主机设计与研究

０引言
随着通用串行总线（Ｂ技术的飞速发展和应用领域的ＵＳ）
基于ＳＰ的设计思路又增加了整个系统设计的灵活、高效ｏＣ
性，实现了软硬件协同的设计，加快了整个系统的运行速度，
有效地缩短开发周期，信息安全领域具有较好的应用前景。在
不断扩大，人们完全认可它的同时对其期望也越来越高，希望
能脱离ＰＣ而实现ＵＳＢ的点对点的数据传输 “ 。嵌入式ＵＢＳ主机能够脱离ＰＣ完成ＵＢ的点对点的数据传输，的应用Ｓ它研究成为信息安全领域的一个新的兴奋点。文提出的嵌入本式ＵＳＢ主机的设计方案是基于ＳＰ（ｓｍｏｒｇａｍａｌｏＣｓｔｎｐｏｒｍｂｅｙｅｃｉ）结构的，利用软核ＣＵ（ｏＩ完成对主控制芯片ｈＤＰＮｉｓ）ＩＳ８ … 控制实现ＵＳＬｌＨＳ的ＩＢ点对点的数据传输。ｏＣ是嵌入ＳＰ
中图法分类号：Ｐ９Ｔ３３
文献标识码：Ａ
文章编号：００７２２０）９２０－３１０－０４（０７０－１００
ＤｅｉｎａｄｒｓａｃｆｍｂｄｅＢ－ｏｔａｅｎＮｉｓＩｓｇｎｅｅｒｈｏｅｅｄｄＵＳｈｓｓｄｏｏｌｂ
ｉｆｒａｉｎｓｃｒｔｒｓｎｅｅａｌｅｐｒｍｅｔｈｗｅｐａｔａｉｄｅｆｉｎｙｎｏｍｔｅｕｉｙｉｐｅｅｔｄｉｄｔｉｏｓｎ，ｘｅｉｎｓｓｏｔｒｃｉｌａｆｃｅｃ．ｈｃｔｎｙｉ

基于NiosⅡ的UART设计与实现

基于NiosⅡ的UART设计与实现王一平;王代强【摘要】One kind of UART system is designed which based on Nios II .It realizes the RS232 agreement correspondence in the way of used the software and hardware cooperation design thought to transfer the UART nucleus and translated the related software actuations. First introduced the UART agreement principle, then described the basic hardware structure and the software programming method. After it has unmistakable in translated simulation, we downloaded it into the chip and confirmed it through the serial port debugging software.%设计了一种基于NiosⅡ的UART系统。

采用软硬件协作设计的思想调用了UART核并通过编译相关软件驱动的方式实现RS232协议的通信。

首先介绍了UART的协议原理，然后描述了基本的硬件构造和软件编程方法。

编译仿真无误后下栽到芯片通过串口调试软件进行了调试验证。

【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)017【总页数】3页(P166-168)【关键词】UART;NiosⅡ;IP核;RS232;FPGA;SOPC【作者】王一平;王代强【作者单位】贵州大学,贵州贵阳550025;贵州大学人民武装学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TP332SOPC技术自2000年提出以来，以其灵活性、可裁剪和扩展、系统可编程等优点被广泛应用于通信、军事等嵌入式领域。

智能家居中的嵌入式系统设计

智能家居中的嵌入式系统设计智能家居是随着科技进步而不断发展的，越来越多的人将其看作是一种新型的生活方式和文化，因为它不仅能提升家居的舒适性和便利性，还能改善我们的健康和环保程度。

而智能家居中的核心是嵌入式系统，其设计需要考虑各种因素，才能实现出高质量的产品。

下面，我们将从三个方面探讨智能家居中的嵌入式系统设计。

一、嵌入式系统架构设计嵌入式系统架构设计是智能家居系统设计的重点。

智能家居系统通常包括安全系统、能源控制系统、智能音频和视频系统、智能照明系统等多个系统组成，每个系统都需要一个单独的嵌入式系统来支持。

因此，设计一个优秀的嵌入式系统架构对整个智能家居系统的性能和可靠性都具有重要作用。

嵌入式系统架构设计要考虑如下因素：1、低功耗。

智能家居设备是天天都在运行的，因此在嵌入式系统设计方面，低功耗是最热门的话题之一。

嵌入式系统在工作状态下，需要定时进行数据收集、处理和传输等操作，再进行节能优化设计可有效降低运行功耗，从而延长智能家居设备的使用寿命。

2、高性能。

智能家居设备需要快速响应用户的指令，因此嵌入式系统设计需要考虑到产品的性能问题。

通过优化硬件设计、算法优化等多种措施，提高智能家居设备的运行速度和稳定性。

3、安全性。

智能家居设备通常连接到互联网上，这就需要对嵌入式系统进行安全性设计。

通过采用安全芯片、数据加密等技术，确保设备与互联网之间的安全通信，保护用户的私人信息和数据隐私等重要信息。

二、软件开发流程设计嵌入式系统设计不仅需要考虑硬件设计方面，还需要考虑软件的开发过程。

软件开发过程设计需要建立科学合理的开发流程，包括需求分析、代码开发、测试调试等多个环节。

只有这样才能保证所开发的智能家居嵌入式系统具有高质量和稳定性。

在软件开发过程设计中，需要考虑如下问题：1、需求分析。

在开发嵌入式系统之前，需要进行需求分析，明确用户需求和产品功能。

这将有助于开发出更符合用户需求的产品。

2、代码开发。

在嵌入式系统设计方面，代码开发是其中最重要的一个环节。