家居环境中复杂信息感知方法及系统设计.pdf

Complex Information Sensing Method and System Design in the Home Environment Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree of Master of Engineering By Lu Xiao Supervisor: Prof. Zhu Hongbo March 2013 摘 要 家庭用户对利用室内多个不同类型的家庭设施和终端提供不同种类多元化信息服务的需 求日益增多，因而如何对家居环境中异构多终端复杂信息进行采集、获取、分析和处理，满 足用户的应用需求，已成为短距离无线通信领域的研究热点之一。围绕上述问题，本文主要 在分析提出家居环境多终端感知的基础上，对用于家庭特定环境中的感知系统进行了设计和 分析。 首先介绍了无线传感网的基本特征以及传感器的相关概念，并针对家居环境中的多样化 信息感知提出感知系统总体架构，其分为传感器模块、感知节点模块以及感知系统集成三个 部分，文中对每个部分进行了具体的分析。另外，对于一个系统的开发来说，软硬件分离有 助于提高系统开发的效率，因此文中也将家居环境感知系统分为硬件和软件两个模块进行研 究。在硬件部分给出了底层节点硬件结构和中间节点模块结构，而在软件部分针对传感器信 息、节点以及用户接口都提出了相应的规范。最后为了验证感知方法的实用性，本文使用C# 和数据库设计了一个简单的家居环境感知系统，按照传感器模型和传感器数据描述模板定义 了传感器信息，并利用nRF24E1 组网实现了部分控制和信息显示功能。 家居环境感知系统的运行结果表明，本文设计的感知方法能成功实现多种信息的采集， 体现了该感知方法的正确性和感知系统的实用性。 关键词: 物联网，智能家居，传感器，感知方法 I Abstract With the continuous improvement of the home-based service requirements of different types of family facilities and terminals, how to meet the demand of collecting, analyzing and processing heterogeneous multi-terminal complex information has become one of the hot topics in the field of short-range wireless communications. This thesis is mainly on research of the complex information perception in the home environment, and a perception system is designed and analyzed. At the beginning, the characteristics of the wireless sensor network and some concepts of sensor are simply introduced, then an overall architecture of perception system which can deal with the complex information in home environment is proposed, the model consists of thre