楼宇智能 毕业论文 能否给我远离图或者CAD图
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智能家居系统研究与实现
摘要：针对室内应用环境，对智能家居系统进行了研究，提出了一种低成本、面向家庭应用的远程智能家居控制器。硬件主要由单片机、nrf20L01无线通信模块及各种传感器组成。软件上，提出了新的帧格式和路由算法。系统采用无线通信方式，可以完成环境监测、自动报警、家电控制等功能。实验证明，系统具有成本低，无需布线，安装简单，扩展性强等特点，可以广泛应用于家庭自动化控制。
关键词：无线通信，嵌入式系统，射频传输，智能家居
1 引言
近几年来，智能家居迅速发展，逐渐深入人心。各大电器厂商相继研发各种智能家居解决方案，将信息化、智能化带入各个家庭。智能家居，或者说家庭自动化，是通过使用家庭网络将家庭中的照明、视听、安全、通信等各种设备连接起来，协调工作。要实现家居智能化，必须能够实时监控住宅内部的各种信息，从而采取相应的控制。为实现这一目的，智能家居中必须有足够的传感器来采集信息——如温度、湿度、或者有无外来入侵等，并作出相应的控制。
2 主要面临的挑战
（1）性价比：无线传感器网络价格偏高，很难被普通用户接受，实用性不强，很难推广。
（2）可靠性：因为控制的是家电产品，一定程度上比PC机要求更严格，如果也常常死机，广大客户必然难以接受。
（3）可扩展性：由于家庭网络的设备来自不同的厂家，为了确保不同产品间的互联，如何实现来自不同厂商的不同类型的电器产品之间的互联，也是要解决的问题。除此之外，界面的美观也十分重要，要让那个每一位消费者都会使用。
3 系统硬件组成
3.1 主机节点组成
传感器节点的基本硬件功能如图所示，主要有处理器单元、无线通信模块、电源模块和其他外围模块组成。处理器单元是节点的核心模块，用于完成数据处理、数据存储、执行通信协议和节点调度管理等工作；无线通信模块用于完成无线通信任务；供电模块是所有电子系统的基础，提供5V和3.3V电压，电源模块的设计直接关系到节点的寿命。按键和液晶显示模块用于人机交互。红外接口用于遥控器远程控制。
3.2 从机节点组成
从机节点包括处理器单元、无线收发模块、传感器模块、控制模块和供电模块。他们的尺寸都很小，且具有能耗低和无线通信等特征。用于完成数据处理、数据存储、执行通信协议等工作；无线通信模块用于完成无线通信任务；供电模块给系统供电。控制端口用于控制各种电器，增强可扩展性。传感器模块可以通过传感器的探测，测得阶段周围的温度、湿度、压力、声音以及某些其他的含量等物理、化学参数，并将信号传送至处理器进行存储和处理，最后通过通信协议传到主控器汇总。[4]
图表 1 主机和从机结构框图
4 系统软件设计
在智能家居应用中，由于范围比较小，传输数据量少，因此不需要非常复杂的协议。由此，我们提出了一种较简单的组网方案，可以完成各种信息的传输，保证系统稳定可靠，同时将成本降到最低。
4.1 收发程序设计
保证数据传输稳定可靠是本系统设计的关键，我们对这部分进行了大量的测试。24l01工作模式由CE和寄存器内部PWR_UP\PRIM_RX共同控制，可选择接受模式、发射模式、待机模式和掉电模式。SPI接口有SCK、MISO、MOSI及CSN组成，在待机或掉电模式下，单片机通过SPI 接口配置24L01的工作参数，在发射/接收模式下，通过SPI接口发送和接受数据。中断输出接口IRQAM提供数据发送结束TX_DS,数据接收就绪RX_DR、重发次数达到最大MAX_RT中断。根据24l01芯片特点，进行传输数据格式设计和程序编写。
4.2帧格式设计
为满足家居环境中无线传感器网络的建立，开关操作、环境监控等信息的传递要求，该系统建立了如下的帧格式。
图表 2 系统帧格式
为保证接收可靠，发送帧格式，占用两位为本机地址，两位为从机地址，只有两位数字相同时，才表示接收数据正确，否则，表示接收数据有误，要求重发。第五位控制方式标志位用于要求建立路由表、自动控制、数据应答或转发时，从机转入相应的操作的标志。第六位目标地址区别于收端地址，为最终要到达的节点地址。而收端地址仅为转发时，中间节点的地址。如当前主机的信息要发送给2号节点需经过1号节点，则可以认为收到地址为2号，而目标地址为1号。第七位控制操作位用于从机控制各种家电设备的开、关、调节功率、或查询温湿度等直接操作。而数据位用来保留当前的各项温湿度信息。通过以上设定，可以合理有效的利用每一位数据，满足传输信息的需求。
主机与从机通信时，主机首先发送一帧数据，然后将定时器标志位清零，标志位清零，将接收数据寄存器清零，然后开启定时器，接收数据并等待。接收数据后，依次判断收端地址、发端地址、标志位，如果都正确，就说明接收成功，进行下一步处理，否则的话继续接收。如果定时时间到后仍没有接收到，则说明接收数据失败，再次发送命令。从机则一直处于接收状态，如果收到信息，首先判断地址位，如果地址位正确，再判断功能号，转入相应的功能程序发送应答信号。
4.3 路由表程序设计
4.3.1路由算法原理
假设所有链路都是双向对称的，即源节点通过某一路径如果能到达目的节点，那么目的节点也可以通过相应的路径到达源节点。同时具有按需路由协议的特点，即每个节点只有当需要的时候才通信，而不会周期性的交换路由信息。在主机中，掌握了整个网络的拓扑结构。由于是在家居应用中，网络结构很少会发生变化。所以在开机检测时，建立发送路径，可以保证相当长时间的使用。在以后收发数据时，可以按照固定路径，减少时间，提高效率。
图表 3 路由建立过程
如图，实线表示可以直接相连，而虚线即红色部分代表不直接相连。如从机2号，从机3号，可以和主机直接相连。而从机1号，从机4号，只分别和2号及三号相连。
主机首先向所有节点发送请求，此时只有2号和3号接收到并发回应答信号。此时主机知道可以与2号和3号之间通信。然后向2号发送请求信号，看是否能和1号连通，如果可以，则保存这条路径，如果不可以，就要再向3号发送请求，这样建立一条路径。
4.3.2 组网程序设计
从机地址
连接节点
跳数
图表 4 路由表格式
图表 5 组网程序流程图
主机中，先找到能和自己周围的节点。再由这些节点，找到更远处的节点，并将信息返回到主机中，
（1）在网络中的各个节点，不管是主机还是从机，在初始化阶段我们都在各个节点当中建立一张节点表，该表用于记录其节点与其他各节点是否直接通信。开机时主机向从机节点依次发送建立节点表命令，并开始定时，若收到从机的应答信号，则在主机节点表相应位置置1，退出程序。若2s后主机仍没有收到相应从机节点的应答信号，则认为该从机节点不能直接与主机相连，则在节点表相应位置置0。
从机中建立相同的路由表，将收到应答的节点相应位置1。
同时，在主机中建立路由表，用于保存转发路径。其中，1表示可以直接到达主机，其他数字表示通过某从机转发的从机号，∞代表不能直接到达，且还没有建立转发路径。
（2）当主机自己的节点表建立起来后，依次向节点表中为1的节点发送主机节点表及相应命令。
（3）从机收到该命令后，向主机不能到达的节点发送建立路由表命令，若能接收到应答信号，则在相应位置1。完成后向主机返回应答信号。
（4）主机收到应答信号后，发送接收从机节点表命令。从机收到后，将自己的节点表发回到主机。主机收到自己的节点表后，刷新路由表。
（5）重复（2）～（4）过程，直到主机收到所有从机的节点表。
（6）主机向所有从机发送命令，清除从机的节点表，以保证中途某个节点故障或网络变化后，数据的正确性。
4.4 路由请求
开机检测完成后，当前的路由表就已经建好。当要发送数据到某个节点时，只需查询路由表，就可以找到路径。若目标节点位置所存储的节点号为1，说明可以直接到达主机，追问有CAD图？？
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hvbljb;oiub
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什么意思，没有问清楚追问楼宇可视对讲系统论文 和 CAD图
