基于OpenWrt和BLE Mesh的智能家居终端控制系统的设计与实现

随着国家科教兴国策略的实施和人们对生活水平要求的提高,移动化、智能化、万物互联是未来人们生活起居的三大发展趋势。近20多年来,受智能手机和移动互联网高速发展的推动,智能家居正迅速崛起。如今,智能家居行业迎来了一个充满机遇的时代,其开源操作系统、成熟的无线通信网络和云平台为开发者开辟了绿色通道,而传感器、处理器和存储半导体的性价比大幅提升。但存在的问题也很多,智能家居行业目前还没有统一的标准,实现方案大部分倾向大而全,安装麻烦,用户体验差,价格昂贵等,它们将是智能家居行业走向平民化必须要解决的拦路虎。本文开展的主要工作如下:1.设计实现了可通过蓝牙、语音和Wi-Fi三种方式控制的智能家居电源开关控制器。设计了元器件电路、PCB线路和Android UI界面,可应用于Android手机、平板、蓝牙程式实施进程控制,改变了传统家居布线模式,可免开关布线,也可相容已有线路布局,还可与各种智能家庭系统实现无缝连接。借助热成像实验测试了环境温度对该控制器的影响,并对控制器的性能做了全面的分析和研究。2.基于稳定性、安全性、易于扩展及便于施工的原则,规划了整个智能家居终端控制系统的通信协议和组网方式,选用支持OpenWrt系统的哦耶路由器改装成中控智能家庭网关。以CO传感器监控报警为例,实验验证了整个系统的可行性。3.本文使用蓝牙组网,相对于ZigBee功耗更低。在消费电子领域,蓝牙具有更多优势,也得到了越来越多的青睐。随着蓝牙自组网技术(BLE Mesh)的发布,进一步规范了基于IPv6数据包的交换设备间的蓝牙通信,克服了短距离通信和限制通信拓扑结构的缺陷,可免疫电磁干扰。蓝牙的另一大优势就是可直接与手机连接,必将成为近程通信发展的主要方向。注:本文第三章电源开关控制器是独立开发准备投放市场的产品,后来和蓝牙CSR厂商有合作,其提供了CSR1010蓝牙芯片及开发API,所以在架构整个智能家居终端控制系统时,整个系统内所选用的蓝牙芯片都用的是厂商提供的CSR1010芯片,组建BLE mesh网络。