基于蓝牙的家居控制网络应用研究

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1、大连理T大学硕十学位论文摘要伴随着计算机技术、通信技术和控制技术的飞速发展，智能家居走进了人们的视野。家居控制网络证在逐步以无线技术取代传统的有线技术，避免了布线与设备添加带来的繁琐问题。作为一种短距离无线通信技术，蓝牙以其低功耗、低成本、体积小以及开放的协议规范等特点，得到广泛的应用，特别是在音频和文件数据传输等领域。但蓝牙网络扩充复杂、主从传输方式效率低等特点，在一定程度上限制了其在家居控制领域的发展。因此本文致力于组建蓝牙家居控制网络，以蓝牙网络实时性等性能作为研究对象，探索合理的优化方法，使其满足家居环境的控制需求。针对智能家居的需求及技术应用情况，分析了智能家居发展及国内外研究

2、现状，在对802．1lb、Zigbee等当前较为流行的几种可用于组建智能家居控制网络的相关技术综合分析论证的基础上，提出了一种以计算机作为家居控制服务器的蓝牙家居控制网络的设计方案，并采用主机控制器接口HCI协议进行蓝牙驱动通信的设计。通过优化协议栈、选择合理的数据链路类型、提供设备注册与管理，减少程序运行和设备连接时间。在此基础上，研究并引入蓝牙轮询算法，提出了两种基于自适应加权思想的优化轮询方案，即轮询成功率自适应加权轮询方案和分组比例自适应加权轮询方案。两种方案分别利用轮询成功率、空闲率和上一轮接收分组比例、空闲率计算各结点权值，作为确定轮询顺序的依据。同时在分析网络数据传输状况的

3、基础上，动念调整权重平衡系数，并有条件的进行轮询状态切换。除此之外，分析研究了蓝牙家居控制网络的可靠性和安全性问题，增加了故障诊断功能、可选二次校验、连接鉴权和DES加密等措施，以保障可靠、通畅、安全的数据传输环境。‘经过网络多设备实时性能测试证明：两种优化的自适应加权轮询方案均可降低数据包平均延时，提高轮询成功率，有效改善蓝牙网络实时性能。在家居控制网络综合测试中，通过包含加密校验和不含加密校验过程对比发现，当从设备数目较少时增加加密校验对网络实时性影响较小，是否增加加密校验则取决于家居环境的具体需求。关键词：蓝牙；家居控制网络；实时性；轮询；自适应加权基于蓝牙的家居控制网络应用研究R

4、esearchonApplicationofHomeControlNetworkBasedonBluetoothAbstractWiththedevelopmentofcomputer,communicationandcontroltechnique，smarthomeisincreasinglyattractingpublicattention．HomeControlNetwork(HCN)isadoptingwirelesstechniqueinsteadoftraditionalwiretechnique，whichcailavoidtheproblemscausedbywirin

5、gandaddingnewdevices．Owingtoadvantagesoflowpowerconsumption,lowcost,smallsizeandopenstandard，Bluetooth，asashort-rangewirelesscommunicationtechnology,hasbeeninwidespreaduse，especiallyinaudioandfiledatatransmissionfields．However,thecomplexextensionofnetworkandlowtransmissionefficiencyofmaster-slave

6、modelimitthedevelopmentofBluetoothinHCN．OnthebasisofconstructingBluetoothHCN，thispapertakesreal-timeandotherperformanceofBluetoothnetworkasresearchobject，andexploresoptimizationwaystomeetthecontrolneedsofhomeenvironment．Aimingattheneedsofsmarthomeandtechniqueapplication，thedevelopmentofsmarthomea

7、ndresearchstatusathomeandabroadisbrieflyintroduced．Basedoncomparingandanalyzing802．1lb，ZigbeeandotherwirelesstechniqueswhichcanbeusedinHCN，aproposalthatusescomputerashomecontrolserverisproposed，andthedriverandcommunica