基于物联网的智能家居监控系统的设计与实现初稿.docx
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1、 学校代码 分类号 学号 密级 公开 xx大学硕士学位论文基于物联网的智能家居监控系统的设计与实现作者姓名:一级学科:软件工程二级学科:软件工程学位类别:工学硕士指导教师姓名、职称: 学院:软件学院提交日期:2017年9月Designandimplementationofintelligent homemonitoringsystembasedonInternet of thingsBySupervisor: Title: Professor学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文
2、中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得xx科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处,本人承担一切法律责任。本人签名: 日 期: xx大学关于论文使用授权的说明本人完全了解xx大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于xx大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅、借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,结合学位论文研究成果完
3、成的论文、发明专利等成果,署名单位为xx大学。保密的学位论文在 年解密后适用本授权书。本人签名: 导师签名: 日 期: 日 期: 摘要所有页眉全部是双实线,罗马数字页码需重新排序 随着物联网(Internet Of Things)(简称IOT)、无线传感器网络(Wireless SensorNetworks)(简称WSN)、嵌入式单片机、移动通信等现代网络信息技术的发展,智能家居将以专业化、整体化、低成本的特点迎来高速发展的机会。当智能家居走进我们的生活时,安全会成为人们对智能家居的必然要求,并促使安防系统成为智能家居的关键部份。 为解决传统智能家居安防系统中存在的功能单一、误报率高、不能实现
4、实时远程网络报警、不能记录现场情况和犯罪证据等不足,以及满足人们对现代家居的智能化新需要,本文基于成熟的嵌入式单片机技术基础,结合目前现有的IOT、第三代移动通信(Third-Generation Mobile System)(简称3G)、全球定位系统(Global PositioningSystem)(简称GPS)以及位置服务(Location Based Services)(简称LBS)等新技术,提出了一套智能家居安防系统解决方案。该解决方案依据现代人的个性化需求,将与家居生活有关的各个安防子系统如智能门禁、WSN环境监控、移动物体定位和远程监控等有机的结合在一起,通过无线网络化综合智能控
5、制和管理,实现“以人为本”的全新家居生活安防体验,本文设计并实现了一整套基于物联网的智能家居服务系统的解决方案,并完成了该客户端的设计、实现以及测试工作。主要工作包括:(1)本文首先简要介绍了整个项目的背景是为了改变人们的生活和娱乐方式,为人们的起居生活提供便利,并且论述了该课题研究的意义和目的,以及国内外现状。(2)其次重点介绍了WSN 环境监控模块系统结构与路由算法设计与实现。该模块主要是为家居环境提供实时环境监控与报警处理。通过燃气、火焰、烟雾、人体感应红外、温度、湿度、光等传感器以及中央控制器构建了 WSN 环境监控子系统;同时为提高系统实时性,在LEACH 协议基础上设计和实现了一种
6、实时阈值路由算法(Real-time Threshold Routing Algorithm)(简称 RTTRA)。 (3)介绍了智能门禁模块系统控制策略及身份识别设计与实现。该模块主要是为了保证用户进入家居的安全性,通过监控模式设计了智能门禁控制策略;通过特定人图像身份识别和特定用户声音身份识别设计了用户身份识别方法。(4)然后详细描述了整个系统的结构设计。对智能家居监控系统的模块设计实现进行了分析总结。(4)最后阐述了智能家居系统具体的实施,经过测试,达到需求分析的要求。作者依据测试得出的错误信息进行了系统优化。实现了智能家居服务系统的远程控制功能,整个系统性能基本符合预期目标,具有较高的
7、实用价值;同时,对将来的工作做了探讨和展望。关 键 词:物联网, 智能家居, 监控系统,软件设计xx大学硕士学位论文ABSTRACT所有奇数页页眉为章节名偶数页 为xx大学硕士学位论文With IOT (Internet Of Things (IOT), Wireless sensor network (Wireless SensorNetworks) (WSN), the embedded microcontroller, mobile communications, such as the development Of modern network information technolo
8、gy, intelligent household will with the characteristics Of specialization, integration and low cost in the high-speed development opportunities. When smart home comes into our life, security will become the necessary requirement for smart home, and promote the security system to become a key part of
9、 smart home. To solve the problem existing in the traditional intelligent household security System of single function, high rate of false positives, cannot alarm, real-time remote network cannot record the site condition and criminal evidence is insufficient, and meet the needs of modern household
10、intelligent, in this paper, Based on the embedded microcontroller technology base, combining the existing IOT, the Third Generation Mobile System (Third Generation) Mobile communication (3 g), Global positioning System (Global PositioningSystem) (GPS), and Location service (Location) -based Services
11、 (LBS), and other new technology, puts forward a set of intelligent household security System solutions. The solution based on the personalized needs of modern people, will be related with the household life of the various security subsystems such as intelligent entrance guard, WSN environment monit
12、or, the moving object localization and the remote monitoring and other organic unifies in together, through the wireless network integrated intelligent control and management, implement people-oriented new household life security experience, this paper designs and realizes a set of smart home servic
13、e system based on iot solutions, and completes the clients design, implementation and testing work. The main tasks include:(1) this article first briefly introduces the background of the whole project is to change peoples life and entertainment, provide convenience for Peoples Daily life, and discus
14、ses the meaning and purpose of the research, as well as the status quo at home and abroad.(2) secondly, the design and implementation of WSN environmental monitoring module system structure and routing algorithm are introduced. This module mainly provides real-time environment monitoring and alarm p
15、rocessing for the home environment. The WSN environmental monitoring subsystem is constructed by gas, flame, smoke, human induction infrared, temperature, humidity, light and other sensors and central controller. At the same time, a real-time Threshold Routing Algorithm (RTTRA) is designed and imple
16、mented on the basis of LEACH protocol to improve the real-time performance of the system.(3) introduced the control strategy and identification design and realization of intelligent access control module. The main purpose of this module is to ensure the security of users to enter the home and design
17、 the intelligent access control strategy through monitoring mode. The user identification method is designed through the identification of the identity of the special person and the identification of specific user voice. (4) then detailed the structural design of the whole system. The realization of
18、 the module design of smart home monitoring system is summarized.(4) finally, the implementation of the smart home system is introduced, and the requirements of demand analysis are met. The author systematically optimizes the error information obtained from the test. Realizing the remote control fun
19、ction of the intelligent home service system, the whole system performance is basically in line with the expected goal, and has high practical value. At the same time, the future work is discussed and prospected.Key words: Internet of things, smart home, monitoring system, software design表格索引表格索引未显示
20、页码表 3.1 智能家具功能性需求表表3.2 系统非功能性需求表格表 5.1 家居控制模块测试表表5.2 通信性能测试表符号对照表符号对照表符号 符号名称ppm 浓度单位XIII缩略语对照表缩略语对照表缩略语 英文全称 中文对照CCA Common Communication Adapter 公用通信适配器UDP User Datagram Protocol 用户数据报协议IM Instant Messaging 即时通讯USB Universal Serial Bus 通用串行总线GPS Global Positioning System 全球定位系统SDK Software Develop
21、ment Kit 软件开发工具包SAP Satellite Automation System 卫星自动控制系统UI User Interface 用户界面CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补金属氧化物半导体E-R图 Entity Relationship Diagram 实体-联系图XIIIII目录目录页码需更新摘要IVABSTRACTV表格索引IX符号对照表XI缩略语对照表XIII目录XVI第一章 绪论11.1 研究背景11.2 课题研究意义及目的21.3 国内外研究现状21.3.1 国内研究现状21.3.2 国外研究现状41.4
22、课题研究内容及技术路线5第二章 系统设计与实现72.1 系统设计目标72.1.1 智能家居安防系统功能需求分析72.1.2 系统组成及模块设计方法72.2 系统体系架构82.2.1系统体系结构92.2.2系统硬件与软件架构12第三章 智能家居系统硬件设计143.1 智能家居系统总体框图设想143.2 CC2430核心电路设计163.3 电源电路设计193.4 窗帘控制节点硬件设计213.5 温湿度传感器电路设计223.6 GSM模块电路设计233.7 万能遥控器控制节点硬件设计243.8 LCD液晶屏接口电路243.9 本章小结26第四章 智能家居系统软件设计274.1 智能家居系统软件开发2
23、74.1.1 系统软件简介274.1.2 系统软件架构274.1.3 网络协议算法介绍284.2 ZigBee协调器模块284.2.1 协调器284.2.2 协调器节点组网294.3 系统应用子功能模块304.4 本章小结315.3.1 系统稳定性测试395.3.2 断电恢复测试40第六章 总结和展望426.2 本文后续工作的展望42参考文献44致谢47作者简介49XIX第一章 绪论第一章 绪论正文的一级标题居中排列,字体为黑体, 字号为三号,行距为固定值 20 磅,段落间距为段前 24 磅,段后 18 磅在二十一世纪中,全世界的科技日新月异,经济快速发展,财富逐年增长。越来越多的人已经把生命
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- 基于 联网 智能家居 监控 系统 设计 实现 初稿
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