基于FPGA智能家居控制系統的設計與研究.pdf

1、在社會發(fā)展日新月異的今天，人們奮斗目標不僅為了生存，而是擁有美好的生活環(huán)境，希望賴以生活的家園能夠變得更加人性化、智能化、舒適化和安全化。因而智能家居是科學技術發(fā)展的產物，也是人們期盼已久的產物，承載著人類對美好生活的向往與追求。
　　現如今智能家居領域的研究不斷深入，然而概念炒作、兼容性差和開發(fā)成本高等問題無法避免。在這樣的形勢下，對基于FPGA的智能家居控制系統進行了研究，本文涉及的智能家居系統不再采用傳統的DSP或者ARM，

2、而是將FPGA作為該系統設計的控制中心。FPGA處理速度快，時序邏輯強，I/O口數量眾多等一系列優(yōu)勢，致使它能夠為智能家居系統的穩(wěn)定運行保駕護航。在本設計中利用Wi-Fi無線通信網絡提供遠程操控，在家用電器設備與FPGA控制中心之間利用ZigBee無線通信網絡進行信息的傳送。論文主要研究內容如下:
　　通過簡述智能家居行業(yè)的發(fā)展歷史、國內外研究現狀以及發(fā)展趨勢，分析了系統的可行性。研究了系統整體框架和各模塊間通信的工作原理和選型，

3、以及如何在智能家居控制終端上進行后期的擴展、與手持設備進行家電控制信息的數據交換。
　　研究了本設計中所需要使用的FPGA、QuartusⅡ集成開發(fā)環(huán)境、硬件描述語言、IP核以及Wi-Fi通信、ZigBee通信、RS-232串口通信和脈寬調制等核心技術并且對視頻監(jiān)控模塊中對改進的混合高斯模型運動目標檢測算法以及摔倒檢測技術進行深入探索。在研究理論同時完成了硬件設備的選型。
　　在功能模塊中實現了串口通信模塊的數據正確接收，燈

4、光控制模塊中對LED燈光亮度的調節(jié)，家電控制模塊中對熱水器定時加熱控制，溫度測試模塊中對溫度實時檢測，危險氣體檢測模塊中對煤氣主要成分甲烷的檢測以及濃度超標時進行報警以及視頻監(jiān)控模塊中對有人摔倒時能夠及時發(fā)出報警并提醒家人進行援助的功能。
　　在對本系統的設計檢測中，首先利用串口調制助手對通信網絡進行檢測以及運用ModelSim對設計的模塊進行仿真測試，其中在視頻檢測模塊中需要與MATLAB進行聯合仿真測試。然后在確認仿真無誤后進