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目次
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研究生:
李有培
研究生(外文):
Li, You-Pei
論文名稱:
智能家居監控系統
論文名稱(外文):
Smart Home Surveillance System
指導教授:
陳聰毅
、
鄭平守
指導教授(外文):
Chen, Tsong-Yi
、
Cheng, Ping-Shou
口試委員:
黃智裕
、
邱建良
、
鄭平守
、
陳聰毅
口試委員(外文):
Huang, Zhi-Yu
、
Qiu, Jian-Liang
、
Cheng, Ping-Shou
、
Chen, Tsong-Yi
口試日期:
2019-06-08
學位類別:
碩士
校院名稱:
國立高雄科技大學
系所名稱:
電子工程系
學門:
工程學門
學類:
電資工程學類
論文種類:
學術論文
論文出版年:
2019
畢業學年度:
107
語文別:
中文
論文頁數:
78
中文關鍵詞:
智能家居
、
Raspberry Pi
、
GPIO匯流排
、
環境監測
、
安全監控
外文關鍵詞:
Smart home
、
Raspberry Pi
、
GPIO bus
、
Environmental monitoring
、
Security function
相關次數:
被引用:0
點閱:795
評分:
下載:15
書目收藏:1
當前智能家居監控系統發展已有相當時日,但從發展趨勢來看,智能家居系統還有進一步優化的空間,在人們對生活品質與居家環境要求越來越高的前提下,人們對於智能家居中控制中心與終端效能的要求越來越多,為了能適應日益複雜的要求,本文以Raspberry Pi為硬體平台,設計全新的智能家居系統,除與既有的類似系統相較有所提升外,更能滿足未來發展之需求。
在實際研究中,先逐一探討智能家居系統中的各個物件,如SBC、MCB、Linux嵌入式作業系統、通信協定、相關感測元件以及GPIO匯流排;其次,針對智能家居監控系統進行規劃,初步確認「功能」與「效能」需求,主要包括環境監測功能、保全功能、智能揚聲器功能以及家電控制功能,效能上要求一定的穩定程度。最後,依據功能與效能的需求,探討如何組網,並進行硬體與軟體配置,完成後進行實證,通過案例測試、斷電恢復測試與網路通信中斷恢復測試…等方式來驗證本論文設計的系統能否滿足要求。
與其它同類型系統相較,本系統功能更為完備,除了家電控制、安全控制,並以MQTT通信協定,透過網路,達成遠端控制、火災與氣體洩漏探測之一系列功能;在進行監控的同時,還能實現對揚聲器、空調的控制,除組建成本遠低於其它同類型系統,用途更為廣泛。
The current Smart Home Surveillance System has been developing for quite some time, but from the perspective of development trends, the smart home system has room for further optimization. Under the premise that people have higher requirements for quality of life and home environment, people are smart home. In order to adapt to increasingly complex requirements, this paper uses Raspberry Pi as the hardware platform to design a new smart home system, which is not only improved compared with the existing similar system. More able to meet the needs of future development.
In the research, first discuss each object in the smart home system, such as SBC, MCB, Linux embedded operating system, communication protocol, related sensing components and GPIO bus; secondly, plan for Smart Home Surveillance System, preliminary confirmation The "function" and "performance" requirements mainly include environmental monitoring functions, security functions, smart speaker functions, and home appliance control functions, which require a certain degree of stability in performance. Finally, according to the needs of functions and performance, explore how to set up the network, and perform hardware and software configuration. After the completion of the demonstration, the system designed by this paper is verified by case test, power failure recovery test and network communication interruption recovery test ways to verify whether the system designed in this paper can meet the requirements.
Compared with other systems of the same type, this system has more complete functions. In addition to appliance control and safety control, and through the MQTT communication protocol, through the network, a series of functions of remote control, fire and gas leak detection are realized; At the same time, it can also realize the control of the speaker and air conditioner, and the installation cost is much wider than the other systems of the same type.
摘 要 i
ABSTRACT iii
圖 目 錄 ix
表 目 錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1引言 1
1.2 研究動機 2
1.3 章節說明 2
第二章 文獻探討 4
2.1 Raspberry Pi 5
2.2 樹莓派資源平臺 6
2.2.1 硬體配備 7
2.2.2 作業系統 9
2.3 嵌入式系統 9
2.4 Arduino MCB 10
2.5 相關網路技術 15
2.5.1 無線序列埠通信 15
2.5.2 MQTT 通訊協定 17
2.5.3 GPIO匯流排 19
第三章 系統需求 21
3.1 系統架構 21
3.1.1 功能需求分析 21
3.1.2 性能需求分析 23
3.2 系統組網 24
3.3系統硬體 26
3.3.1 設計方案 26
3.3.2 攝影機介面 29
3.3.3 通信介面 32
3.3.4 GPIO 32
3.3.5 有關語音介面 42
3.3.6 Arduino Uno介面 42
3.4 系統軟體 44
3.4.1 總體設計 44
3.4.2 環境監測功能 50
3.4.3 保全功能 53
3.4.4 揚聲器功能 57
3.4.5 家電控制功能 60
第四章 實驗結果與分析討論 62
4.1 實驗環境 62
4.2 功能實驗 63
4.3 效能實驗 70
4.4 與現有系統對比的優點 72
第五章 結果與討論 73
參 考 文 獻 75
[1]Honeywell International (2018, February 06). Official site [Website comment]. Retrieved from https://www.honeywell.com/
[2]Johnson Controls (2018, February 06). Official site [Website comment]. Retrieved from https://www.johnsoncontrols.com/
[3]Honeywell International (2018, February 06). Reference Manual [Website document]. Retrieved from https://customer.honeywell.com/resources/techlit/TechLitDocuments/74-0000s/74-2036.pdf
[4]Johnson Controls (2018, February 06). Reference Manual [Website comment]. Retrieved from https://www.johnsoncontrols.com/building-automation-and-controls/building-management/building-automation-systems-bas
[5]Teletask (2019, March 20). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://www.teletask.be/en/
[6]Teletask (2019, March 20). Reference Manual [Website document]. Retrieved from https://www.teletask.be/media/1669/tds90004-9_en.pdf
[7]Teletask (2018, March 17). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://www.samsung.com/tw/Apps/smartthings/
[8]Mobiplug (2019, February 10). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://techcrunch.com/tag/mobiplug/
[9]The Raspberry Pi Foundation (2019, February 10). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://www.raspberrypi.org/
[10]Jaycar Electronics (2019, May 20). Raspberry Pi 3B Single Board Computer [Website comment]. Retrieved from https://www.jaycar.com.au/raspberry-pi-3b-single-board-computer/p/XC9000
[11]The Banana Pi Company (2019, February 10). Offical site [Website comment]. Retrieved from http://www.banana-pi.org/m3.html
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[22]Amazon.com, Inc(2018, June 12). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://www.amazon.com/Sony-PlayStation-Camera-Bulk-Packaging-Pc/dp/B0072I2240
[23]Components101 (2018, June 12). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://components101.com/dht11-temperature-sensor
[24]OpenCV team(2018, June 12). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://opencv.org/
[25]Python Software Foundation(2019, February 21). Offical site [Website comment]. Retrieved from https://pypi.org/project/face_recognition/
[26]Dlib C++ Library(2019, Mar 10). Offical site [Website comment]. Retrieved from http://dlib.net/
[27]Mosquitto (2018, March 20). Title of post [Description of form]. Retrieved from https://mosquitto.org/blog
[28]Honeywell International (2018, February 06). Official site [Website comment]. Retrieved from http://honeywellgd.com/productinfo/153881.html
[29]內政部建築研究所(民98年11月)。智能化居住空間發展重點回顧pp.12.。取自http://www.ils.org.tw
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