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环绕智能是对未来信息社会远景的一个构想,可以看作“无处不在的计算”和“自然的人机交互”概念的融合,是为了满足人们对生活质量的要求的逐渐提高而产生的新的概念。它是一种具有智能特性、可对用户行为做出类似人类知觉反应的电子环境。
论文以局域环绕智能为应用背景,选用Xilinx公司FPGA开发板Spartan-3MB作为开发平台,搭建了一个环绕智能研究环境,设计了环绕智能家居控制系统的整体结构,并重点阐述了家居控制器的硬件设计与实现。首先,研究了软硬件协同设计方法,将其作为整个系统设计、实现的指导思想。其次,分析了有线网络技术和家庭总线技术,并选择IPv6协议及BACnet协议作为家居控制系统的基本网络协议。接着,以个性化服务的理论及体系结构为基础,采用蓝牙感知技术,设计了家居控制系统的体系结构、通信协议及控制协议、软硬件接口等,实现了可以通过IP网络控制家电设备的原型系统。最后,重点研究了高速电路设计方法及电磁兼容理论,充分利用Cadence PCB设计工具——Allegro及相关软件,结合Spartan-3 1500 FPGA的结构特点及布线要求,对环绕智能家居控制系统中的核心控制器——家居控制器进行了硬件电路的裁减及PCB设计。
论文通过计算机强大的数据处理、运算能力将家庭自动化和互联网结为一体,在环绕智能领域的研究过程中提出了创新的概念、方法,为人们提供智能化、透明化的服务,改进了人们的生活方式,为我国在该领域进一步的研究做出了贡献。