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硕士学位论文
论文题目基于AVR单片机的网络智能家居系统
作者姓名
指导教师
学科(专业)
所在学院
提交日期
A Dissertation Submitted to Zhejiang
University for the Degree of
Master of Engineering
TITLE: Net Smart Home System Based on MCU AVR
Author:
Supervisor:
Subject: Software Project
College: College of Software Technology
Submitted Date:
摘要
本课题来自本文作者为宁波某公司开发的智能门禁系统的改进版本。项目的原始要求是做一个普通的楼房门禁系统,用户可以通过该系统进行呼叫、接听、开门等操作。在项目开发后期,投资商提出为下一步开发作出研发性的要求。其具体要求为:在原来的基础上,对通讯方案和功能作出重大的改动。把原来的近距离通讯改为远程通讯;简单的呼叫功能改为智能远程控制;用户的界面采用最常用的PC机。这样就使得系统拥有了更高的科技性和实用性,并且具有挑战性,项目的可持续发展能力得到了显著的提高。
本课题的主要工作分以下三个部分:
下位机的功能模块:
下位机采用AVR单片机作为核心部件,担当智能家居系统主控制器的中央处理部件。在本系统中采用28引脚的ATmega8L。它体积小,价格低,速度又和其它芯片一样快,非常适合做小型的开发。
把网络通讯芯片连接到AVR单片机的SPI口上,通过高速的串行通讯来交换网络传输的数据。在本系统中使用新颖的ENC28J60芯片作为网络通讯器件,该器件功能全面,接口方便,有着先天的优势。
用AVR的普通引脚模拟一个USB的通讯端口,作为从器件和PC机进行通讯,用来对智能家居系统主控制器的初始化配置。由于不使用额外的芯片,在功耗上、成本上、尺寸上,都可以进行一定程度的压缩。
下位机和上位机的通讯模块:
硬件上:使用ENC28J60快速以太网通讯芯片作为通讯模块的设备,连接到AVR单片机,通过SPI接口来进行通讯。
软件上:ENC28J60芯片是一块底层的芯片,工作在链路层。所以,它的通讯最基本单位为MAC帧,用户需要自行编写驱动程序来对其进行控制。在封装好MAC帧以后,再进行ARP地址解析协议的编写,然后加入IP包、UDP包。总共进行三层驱动的封装。
上位机的功能模块:
PC机上需要完成的工作须要和下位机的功能一一对应,主要制作的是串口和USB通讯两个模块。
串口模块制作相对简单。USB模块需要编制Windows驱动程序,工作相当冗长,且没有太多的扩展价值,所以使用国际通用的驱动程序。即使如此,USB驱动程序的理解和使用,仍然是需要展开研究的一个单独功能块。
另外,在硬件驱动完备的情况下,还需要制作应用软件的开发。
在制作成功的情况下,本系统被杭州环亚多媒体公司所采纳,将其应用到智能小区和博物馆建设中去,已经得到了用户的充分认可和接受,完全达到了用户预期的效果。在具体应用中,对智能化小区和博物馆管理,起到了高效、廉价的双重作用。我们会按用户的实际需求变更而开发更多、更具体的产品。
本系统无论从理论上还是实际上,都满足了客户的研发和实际需要,从理论角度讲,本系统采用了一系列高效率、低成本的策略,使得系统的拥有很高的理论价值;从实际出发,该系统只要进行包装整合,就可以成为一种产品,其低廉的价格,可以被广大群众所接受。
关键词智能家居,JTAG,ISP,UDP数据报
Abstract
The author of this topic from pany in Ningbo for the development of intelligent access control systems to improve the version. The original requirements of the project is to do an ordinary building access control systems, users can make calls through the system to receive, opened the door, and other operations. In the latter part of project development, investment made to develop a research and development for the next step of the request. Its spe