我今年也做这个,能否交流下?
我和很多同学的毕业论文都是在国涛期刊网写的。感觉这里写的不错,文笔挺好的。1.关键词规范 关键词是反映论文主题概念的词或词组,通常以与正文不同的字体字号编排在摘要下方。一般每篇可选3~8个,多个关键词之间用分号分隔,按词条的外延(概念范围)层次从大到小排列。关键词一般是名词性的词或词组,个别情况下也有动词性的词或词组。应标注与中文关键词对应的英文关键词。编排上中文在前,外文在后。中文关键词前以“关键词:”或“[关键词]”作为标识;英文关键词前以“Key words:”作为标识。
智能家居控制系统的设计与实现 [2009-03-18 06:41] ;;; 摘要:介绍了以PC(个人计算机)、MCU(单片机AT89C52)、双音多频编解码集成电路MT8880C、语音录放芯片ISD4004和无线数据收发芯片nRF401为核心,通过现有的电话网络终端或者互联网网络终端实现远程控制的智能家居系统,给出了该系统的电路原理和办硬件设计与实现方法。;;; 关键词:远程控制 双音多频 网络通讯 无线通讯 家庭自动化21世纪是信息化的世纪,各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;也可以在下班途中,预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……;而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标,或者打一个简单的电话。此外,该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能,如果不幸出现某种险情,您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是进步的标志,智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下,对家里的电器、灯光、电源、家庭进行方便地控制,使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。1系统的总体结构及工作过程智能家居系统由系统主机、系统分机、Internet服务器和网络接口等部分组成。其中系统主机通过服务器(个人)连入Internet,并通过自己的PSTN�公用电话交换网接口电路连入PSTN。其结构图如图1所示。主机与分机通过无线传输组成星形拓扑结构。系统主机通过本地无线传输网络同系统分机进行通讯、传输控制命令和反馈信息。该系统正常工作时,用户可以通过);>Internet和PSTN两种网络进行访问,当通过Internet访问时,本系统可提供一个界面友好的终端软件,用户只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制;当通过PSTN访问时,本系统将为用户提供语音操作界面。其工作流程如图2所示。2系统的硬件构成本系统的硬件主要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机AT89C52和各种接口电路组成,如图3所示。系统分机由单片机AT89C52和各种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路组成,并由固态继电器控制具体设备,具体硬件组成框图如图4所示。通过系统主机的各种接口电路可将主机CPU从繁忙的计算中解脱出来,以便把主要精力运用在控制和信息传递上。系统主机主要依照各个功能电路的输出结果进行判断和控制命令的输出。系统分机的各种接口电路和主机相似,只是根据设备的不同(传感器单元)有着细节上的变化。下面主要介绍系统主机的各种接口电路。2.1 nRF401 无线数据传输电路无线数据传输电路由Nordic公司的单片UHF无线数据收发芯片nRF401及其外围电路构成。nRF401采用FSK调制解调技术,其工作效率可达20kbit/s,且有两个频率通道供选择,并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码,其天线接口设计为差分天线,因而很容易用PCB来实现。);>;;; 2.2 看门狗电路看门狗电路由MAX813L及其外围元件组成。通常,在单片机的工作现场,可能有各种干扰源。这些干扰源可能导致程序跑飞、造成死机或者程序不能正常运行。如果不及时恢复或使系统复位,就容易造成损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时,能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此,在程序中定期给P1.5送入看门狗信号,就可以保证在程序运行异常时,由MAX813L使单片机复位。2.3 DS1307时钟接口电路DS1307时钟芯片是美国DALLAS公司生产的I2C总线接口实时时钟芯片。DS1307可以独立于CPU工作,它不受晶振和电容等的影响,并且计时准确,月积累误差一般小于10秒。此芯片还具有掉电时钟保护功能,可自动切换到后备电源供电。同时还具有闰年自动调整功能,可以产生秒、分、时、日、月、年等数据,并将其保存在具有掉电保护功能的时间寄存器内,以便CPU根据需要对其进行读出或写入。由于单片机AT89C52没有I2C总线接口,因此,要驱动DS1307,就必须采用单主机方式下的I2C总线虚拟技术。在此方式下,以单片机为主节点(主器件),主器件永远占有总线而不出现总线竞争,且可以用两根I/O口线来虚拟I2C总线接口。I2C总线上的主器件(单片机)可在时钟线(SDL)上产生时钟脉冲,在数据线(SDA)上产生寻址信号、开始条件、停止条件以及建立数据传输的器件。任何被选中的器件都将被主器件看成是从器件。在这里,DS1307作为I2C总线的从器件。I2C总线为同步串行数据传输总线,其内部为双向传输电路,端口输出为开漏结构,因此,需加上拉电阻。2.4 MT8880C双音频编解码电路由于单片机是通过MT8880C芯片得到PSTN网络的双音频信号解码输出,也就是说,单片机可以识别来自PSTN网络的控制信号,用户可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别与远程控制。因此,利用MT8880C的双音频编码功能,系统可以在紧急时刻将用户预置的紧急电话打到PSTN网络,从而把损失减少到最低。2.5 ISD4004语音录放电路ISD4004是美国ISD公司生产的一种语音录放芯片。它可录制8~16分钟的语音信号。该芯片可提供SPI标准接口和单片机进行接口,其语音的录放控制均通过单片机来实现。该芯片的一个最大特点是可以按地址编程录放,因而可由ISD4004和单片机编程控制来构系统与PSTN网络用户的语音平台。由于ISD4004的INT和RAC脚输出为开漏结构,因此需要加上拉电阻。);>2.6 MAX202串行通讯电路通讯电路可由串行通讯专用芯片MAX202组成,通过此电路可以方便地与PC机进行串行通讯。2.7 铃流检测与摘挂机控制电路当系统被呼叫时,电话交换机发出铃流信号。振铃为25±3V的正弦波,失真小于10%,电压有效值为90±15V。振铃信号以5秒为周期,即1秒送,4秒断。由于振铃信号电压比较高,所以先要通过高压稳压二极管进行降压,然后输入至光耦。再经光耦隔离转换后,从光耦输出时通时断的正弦波,最后经RC回路进行滤波以输出标准的方波。该方波信号可以直接输出至单片机的定时器1进行计数,以实现对铃流的检测。由于程控电话交换机在电话摘机时电话线回路电流会突然变大(约30mA),因此,交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。自动摘挂机电路可以通过单片机的P1.7来控制一个固态继电器,固态继电器的控制端应连接一个大约300Ω的电阻后再接入电话线两端,从而完成模拟摘挂机。3系统软件编制本系统软件主要由系统主机和系统分机的C51程序和系统与Internet网络通讯程序组成。3.1 系统主机程序的编制系统主机程序主要用于实现系统的总体功能。包括无线数据传输程序、看门狗程序、时间戳程序、双音频编解码程序、语音录放程序、串行通讯程序、铃流检测与摘挂机控制程序、系统初始化程序、意外事件处理程序等。程序编制以消息驱动为主导思想。消息由计数器中断1、外部中断0和串行中断产生,在中断服务程序中,应将相应的状态位置位,而在消息循环中则应按相应的状态位调用功能函数,然后由功能函数将相应的状态位清0并完成所需功能,并最后返回到消息循环中。其程序流程如图5所示。该系统的分机程序和主机类似,故此不再详述。);>3.2 系统与Internet网络通讯程序的编制这部分通讯程序分为服务器和客户端两个程序,主要通过Internet网络完成用户的控制功能。服务器程序主要完成客户端与系统主机通讯的中转,即将客户端发来的控制或者查询命令成系统主机能识别的格式,或者将系统主机收到的报警等信息上传到客户端。服务器程序使用Socket与客户端进行Internet通讯。客户端程序是运行在远端用户的控制界面,主要用于完成家居内状态的显示以及对家居内电器的远程控制,同时使客户端直接连接到服务器。4结论本系统充分利用了现有的网络资源。通过在实际电话网络和Internet网络中的试运行证明:该系统能够达到设计初期的各项要求。相信将在信息家电、智能小区等方面得到广泛应用。
智能家居是系统性的产品,主要有控制器和执行器组成。其中该系统的通讯模式、系统构架、系统功能等是关键的。市场主流智能家居产品的通讯模式大概有10多种。其中不乏各种国际标准和国家标准的。所以,你断难取舍源自你题目太大而无法落地。我建议你采用Zigbee方式做家居内的I/O控制,有成熟的250KZigbee解决方案,如果你水平高,可以尝试做1MZigbee的I/O+简单音视频智能家居系统。论文好办,解决了物理模型后,直接把解决方案中的芯片介绍60%+你的开发感受40%写进去即可。补充说明:简易智能联动控制产品设计,我推荐你做“人体红外感应”,可广泛应用于走道、玄关、卫厨、衣柜等处灯光甚至设备开关控制。资料、IC、方法等可以百度“电子设计 KT-0003”,20块钱1个。 如果能将433Mhz的无线收发(市面很多解决方案,关键是这种融合的思路是一种创新)做进去,还能实现逻辑联动1拖多。
5年左右。智能家居发展的时间并不长,智能家居的迅速发展“黄金时段”不过5年左右时间。智能家居系统包含的主要子系统有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统(如 TVC平板音响 )、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。
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今我国的智能化家居设计在10年内经历了摸索阶段,正大步踏入创新阶段。家居的智能化对我们日常生活的各方面都产生不同层面的影响,然而我国的家居智能化设计的普及面还是比较窄,而且对智能化的本质上了解不足。
楼主,你现在毕业了,把你毕业设计送给我吧,我和你一样专业,你也能体会到我这样什么都不会,现在逼着做毕业设计的痛苦,就送给我吧,我的QQ是251165243 万分感谢
5年左右。智能家居发展的时间并不长,智能家居的迅速发展“黄金时段”不过5年左右时间。智能家居系统包含的主要子系统有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统(如 TVC平板音响 )、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。
方便人类。搞清楚网关前有必要了解一下智能家居的组网原理:其实目前这些智能家居设备是通过两种网关、三种方式互联的。2种网关是蓝牙网关、基于ZigBee物联网网关,3种连接方式是蓝牙连接、ZigBee连接、Wi-Fi连接(无需网关)。那么既然可直接通过家里的WIFI,还要网关做什么?我们发现WIFI连接的硬件设备,特别依赖无线网络。你家的无线网络得稳定、可靠。不然会经常遇到设备离线、丢失连接等现象。通常家中来多点亲朋好友,连接路由器的手机一多,无线网络就会卡。此外电信宽带故障、或是路由器一断电,家里的智能设备也会成为摆设。既然Wi-Fi网络有缺陷,另外两种通过网关连接的设备表现如何。网关其实是个桥梁,既能连接WIFI网络,又能自己组网连接家里其它智能设备。一、ZigBee网关和蓝牙网关特别省电,子设备可以做得很小不用插电,电池就能搞定。二、ZigBee网关可以脱离于家里宽带网络而存在,哪怕你路由器故障。预设的自动化关联操作和警报都不受影响(比如温湿度传感器检测房屋较干联动打开加湿器)。三、ZigBee 通过中继可以非常方便地将网络覆盖范围扩展至数十倍高,传输距离更远两大功能智能家庭网关具备智能家居控制枢纽及无线路由两大功能,一侧负责具体的安防报警,家电控制,用电信息采集。通过无线方式与智能交互终端等产品进行数据交互。它还具备有无线路由功能,优良的无线性能,网络安全和覆盖面积,SmartLife系列智能家庭网关是您无线家庭网络的理想选择。信号穿透力强在传输距离和无线信号的穿透力方面,完全可以满足现在3居室、复式、跃层户型的无线覆盖,对于别墅也可以基本保证无线信号覆盖整个家庭。使得用户完全不必担心无线信号无法到达的局限。丰富的智能家居管理功能手机、PAD、多种设备通过它均可轻松控制到家中的电器,智能家居中枢设备。
论文可以去论文网上搜索,看你挺有钱的专业书籍什么的可以去电驴上搜索跟你不是一个学校,想知道你们到底需要什么样的论文什么样的资料至于做实物,可以找家具厂,我是工业设计的,当初毕业的时候就是找的家具厂做的,也可以参考美术学院那边的做法,那边很多做工艺美术的,做毕业设计,简直不费吹灰之力。论文不会写也可以问老师要上届的论文参考。
今我国的智能化家居设计在10年内经历了摸索阶段,正大步踏入创新阶段。家居的智能化对我们日常生活的各方面都产生不同层面的影响,然而我国的家居智能化设计的普及面还是比较窄,而且对智能化的本质上了解不足。
本文阐述了一个基于安卓平台的射击类手机游戏的研究、设计和实现过程。在众多游戏类型中,飞行射击游戏是一种很典型的游戏,这种类型的游戏操作简单,画面炫丽,根据指定的方位击中目标,能设置游戏的场景,购买和选择各种游戏道具,制定各种通关规则,制定得分标准,能记录用户信息和用户上次玩游戏的得分和排名等。本课题基于Android系统和java语言技术,实现了一个基于安卓手机平台的飞行射击类游戏。该游戏具体包含的功能模块有:游戏开始模块、关卡选择模块、游戏进行模块、道具商店模块和排行榜模块等。 其中重点实现了碰撞检测和游戏人工智能的跟踪算法等。图形界面模块重点实现各个界面的绘制,其中涉及双缓冲绘图技术、游戏界面纵向屏幕滚动技术等。
基于android校园二手交易毕业是比较难的,因为它包括1.综述基于Android的交易平台在生活中的作用:2.了解基于Android手机软件设计的相关技术;3.熟悉Android开发环境;4.查找实现校园二手交易平台的相关资料;5.设计基于Android的校园二手交易平台整体框架。6.深入分析交易平台实现的关键技术与Android编程语言的注意事项:7.编写基于Android的校园二手交易平台程序,等多个方面需要研究的内容和方向,因此取样研究难度大。
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。 传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。 本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计 2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。 如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。 控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。 (2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 (3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。 (4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务: (1)医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。 (2)远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。 3.1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。 机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程: (1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。 (2)图像处理。图像到图像的变换,如特征提取。 (3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求: (1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。 (2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时,可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像,采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。 3.2机器人听觉与音频信号的传输 机器人采集的音频信号也有2种作用:一是提供机器人听觉;二是借助于音频信号,家庭成员可以和医生进行沟通,医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。 机器人听觉是语音识别技术,医疗保健智能机器人带有各种声交互系统,能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护,还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。 声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz,过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的,所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音,医生和家庭成员就可以进行正常的交流,从而可以降低传输音频信号所占用的带宽,再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3.3各项生理信息的采集与传输 传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集,各种连线容易使病人心情紧张,从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题,带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上,尽量使其不对人体正常活动产生干扰,再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。 在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备,各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器,探测器有2种工作方式:一是将数据交给智能机器人处理,提供本地结果;二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回),通过将数据传输到远程医疗中心,达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。 4 蓝牙模块的应用 4.1蓝牙技术概况 蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2.4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz,k=0,1,2,…,78)ism频带,并采用跳频方式来扩展频带,跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术,通信速率为1mbit/s,实际有效速率最高可达721kbit/s,通信距离为10m,发射功率为1mw;当发射功率为100mw时,通信距离可达100m,可以满足数字化家庭的需要。 4.2蓝牙模块 rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw),支持所有的蓝牙协议,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块,可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。 4.3主,从设备硬件组成 蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信,用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成,从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作,mac地址用3位来表示,即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的,只不过在同一时刻只能激活8个,其中1个为主,7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。 将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备,将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分,要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信之间的数据交换功能,同时还负责对各个从设备的管理和控制。 5 结束语 随着社会的进步,经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面,且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。 更多论文请到文秘杂烩网 采纳哦
智能家居是系统性的产品,主要有控制器和执行器组成。其中该系统的通讯模式、系统构架、系统功能等是关键的。市场主流智能家居产品的通讯模式大概有10多种。其中不乏各种国际标准和国家标准的。所以,你断难取舍源自你题目太大而无法落地。我建议你采用Zigbee方式做家居内的I/O控制,有成熟的250KZigbee解决方案,如果你水平高,可以尝试做1MZigbee的I/O+简单音视频智能家居系统。论文好办,解决了物理模型后,直接把解决方案中的芯片介绍60%+你的开发感受40%写进去即可。补充说明:简易智能联动控制产品设计,我推荐你做“人体红外感应”,可广泛应用于走道、玄关、卫厨、衣柜等处灯光甚至设备开关控制。资料、IC、方法等可以百度“电子设计 KT-0003”,20块钱1个。 如果能将433Mhz的无线收发(市面很多解决方案,关键是这种融合的思路是一种创新)做进去,还能实现逻辑联动1拖多。
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蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。下面我给大家分享一些大学生蓝牙科技论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
蓝牙定位测量
[摘要] 该文描述了一种基于蓝牙的无线室内定位测量系统。一般蓝牙工作使用接收信号强度指示器(RSSI),进行自动发射功率控制以保证稳定的信噪比。取消反馈系统,并应用RSSI产生一系列新的测试 方法 。系统使用安装在一个单元内的视距无线传播模型,测算基准发射器和便携式接收机之间的距离。该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到。
[关键词] 蓝牙 定位测量 RSSI
1 简述
精确度大约1m的蓝牙室内定位测量将有助于扩大新的定位服务(LBS)范围。这些服务包括医用定位服务,具有无线传感器的计算机网络,移动数据探测和跟踪系统,用于安全用途的室内电子地图和具有定位识别的智能装置。
室内定位测量需要发展新技术设备。全球定位系统(GPS)要求视距内有4颗卫星以保证精确3-D定位,因此无法室内应用。无绳电话定位系统精确度只有大约100m。室内短距离(10米半径)内,无线电单元可用于测量位置,基于单元识别,但要求安装许多固定、均距的单元以覆盖给定区域。
蓝牙室内定位测量系统工作描述:在一个室内无线电单元内进行接收功率测量,它常用于跟踪固定基准蓝牙发射器和存在多径干扰的视距信道的便携式接收机之间的距离。
2 接收信号强度指示器(RSSI)定位测量
在蓝牙装置中, 接收信号强度指示器(RSSI)数值通常用于使发射功率最小化,以接收到满意的信噪比的信号。在本系统中反馈系统停止工作,发射机(发射功率PTX)和接收机之间距离能通过使用RSSI测量装置和一个无线电传播模型计算得出。
该方法非常适用于室内定位系统。而 其它 室内无线定位技术都不适用,如到达角度(AOA)法,到达时间(TOA)法,和到达时差(TDOA)法。第一种:AOA法,要求有一个特殊天线阵列用于测量接收信号的角度,成本高昂而且仅适用于专用系统。使用扫描技术要求系统有精确的时钟。便携式设备时钟精确度为1μs,但1m的定位误差要求时钟精确度应达到3ns。
这里使用的无线电波传播模型,其公式如下:
PRX=PTX+GTX+GRX+20log(c/4лf)-10n�(d)(1)
= PTX+GTX+�(d)(2)
其中:PRX是接收功率;PTX是发射功率(dB);GRX和GTX是天线增益(dBi);c是光速();f是中心频率();n是衰减因素(在自由空间为2);d是发射器和接收器之间的距离(m)。
蓝牙系统中使用RSSI直接测量接收功率,由一个内置微处理器将数据 报告 数字指示器。使用该装置,RSSI和接收功率之间的关系曲线如图1。
图1 RSSI与接收功率PRX 关系曲线
分析图1,可以得到RSSI和接收功率PRX关系如下:
PRX =-40dBm+RSSI, RSSI>0dB
-60dBm PRX≤-60dBm+RSSI,0>RSSI>-10dB
PRX≤-62dBm,RSSI=-10dB
因此,基准发射器和便携式接收机之间的距离d满足下列公式:
d=10[( +G)/10n](4)
这里,PRX是测得的RSSI值经过公式(3)计算得出,总天线增益G= GTX+GRX
3 系统构成
该定位系统使用商业化的蓝牙开发套件构成。以个人电脑PC作为蓝牙主机,控制蓝牙模块,如图2所示。
定位应用在射频指令行接口(RFCLI)上完成,指令行起到容许用户控制和接入各种蓝牙软件层的作用。软件层分为主计算机界面(HCI)和蓝牙装置。主机通过通用异步接收/发射(UART)进行有线连接控制。板上的UART(HCI硬件接口)控制基带和射频层。
图2 主机和蓝牙装置之间硬件连接
一个基准发射器与便携式接收机进行通讯联系。首先应禁止蓝牙芯片对功率的控制功能。这样做将阻止两设备交换功率控制信息而保持接收功率在其限定范围内(将导致RSSI读值结果为0)。
测量在两种不同环境条件下进行:
无回声室测量。
在无回声室的测量中,确定天线增益G。测量装置设计模拟自由空间环境,频率范围为2~40GHz,衰减因素n=,多径干扰可忽略。天线放置高度为,天线之间最大距离3m。
天线增益G见公式(4),因为其他变量已知,通过计算确定G的平均值是。
办公环境测量
在办公室环境中,使用两试验基准线进行RSSI测量,距离增量为
图3 测量布置图
办公室内存在金属反射波,产生多路干扰。桌椅同样含有金属零部件。
在基线1,天线放置高度恒定为。在基线2,天线放置高度恒定为。初步测量显示,设备放置距离地板高度不同,对测量数据有一点影响。
两天线放置在固定的方向和高度,两者在视距范围内,按分段。利用射频通信(RFCOMM)协议产生一双工无线链路。使用频谱分析仪进行校准11个不同的发射功率:+,+,,,,,,,,和。
针对以上11个报告的基准发射功率,便携式接收机读出相对应的RSSI数值。 假如RSSI值非0,每个均测量20次RSSI值, 记录RSSI平均值。这些测量数据,每个均有一个随机载频,频率范围分布在蓝牙带宽(―)之间。假如RSSI数值为0,无接收数据记录,选择不同的发射功率。所有11个发射功率均应进行试验。
分段距离每次递增,至最大值。
对应11个接收的RSSI值,PRxi在每个分段距离均优化到最大发射功率,PTx1=。实际发射功率和最大发射功率之间的差异值Pdiff=(PTx1一PTxi)(dB),信道与功率呈线性关系,所以通过增加Pdiff将接收到的RSSI值RRxi优化到一恒定发射功率上。
RRxi=PTxi+ Pdiff=PRxi+(PTX1-PTxi)(5)
使用公式(3)和(5)得出:
-40+RSSIi+(PTX1-PTxi), RSSIi > 0dB
RRxi= -60+RSSIi+(PTX1-PTxi),RSSIi�0dB,(6)
数据为空,RSSIi = 0dB 或RSSIi =-10dB
对于接收功率指示器,RRX对应非0时的RSSI数据,由下式给定
11
RRX= 1/x∑RRxi (7)
i=1
图4 接收功率RRX 与距离d关系曲线
(标准化发射功率=)
4 结果
接收功率和距离
优化后的接收功率数值RRX对应相应分段距
离d,d是基准发射器和便携式接收器之间的距离。基线1和2在办公环境的测量结果如图4。
图4显示了多径衰减的影响结果,两测量曲线的振幅均随距离增加而减少。而基线1和2位于办公室的不同位置,测量定位的衰减干扰是不同的。
通过传播模型预测RRx的理论数值,其中PTx=, n=2,G= dBi。
距离d的平均绝对误差{公式(4)计算,PTx=, n=2,G= dBi},对于实际距离和标准偏差如下。
表1 绝对误差和标准偏差
基线1 基线2
平均绝对误差 (m)
标准偏差 (m)
讨论
基于RSSI的蓝牙定位系统测量精度取决以下三因素:
精确的接收功率指示器
蓝牙规格中定义的RSSI值不是专门设计用于测量接收功率(dB)。而RRX作为接收功率指示,可用于距离估算。接收功率测量误差通过利用多路的、优化的发射功率求平均值进行最小化。
在传播模型中正确选择衰减因素和天线增益G。
线性调节分析用于决定衰减因素n和天线增益G,(n=,G=)。这些校正过的数据用在传播模型中,位置精确度将提高约10%。
减小多径干涉的影响
接收功率和距离关系曲线(见图4),显示两测量设备测试值对理论值的波动和偏差。该图显示了进行时域、频率和发射功率平均后的测量结果。
5 结论
在视距(LOS)无线传播模型中,利用一个简单单元,通过禁止蓝牙(自动)传播功率控制的功能,实现蓝牙接收信号强度指示器RSSI值应用于定位测量。
该技术表明可降低平均绝对定位误差到。这适合于大多室内定位服务。不过,需要注意的是,在强烈的多径干扰下,定位误差仍然存在。绝对位置估算需要平均一系列接近的空间位置以增加可信度。
将来工作可能包括在非LOS条件下完成评价系统。利用三角测量可给出在二维平面上的精确定位信息。
参考文献
[1] A. Harder, L. Song and Y. Wang, Towards an indoor location system using RF singnal strengh in ,(April 2005).
[2] Sheng Zhou and John Pollard, Position Measurement Using Bluetooth in IEEE0098/3036/06,(May 2006).
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