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系統識別號 U0002-0509201223192500
中文論文名稱 設計與實作具擴充式之嵌入式家電控制盒
英文論文名稱 The Design and Implementation of an Extendable Embedded-Control-Box for Home Appliances
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 100
學期 2
出版年 101
研究生中文姓名 姜富元
研究生英文姓名 Fu-Yuan Chiang
學號 799410047
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2012-07-12
論文頁數 40頁
口試委員 指導教授-張志勇
委員-張兆村
委員-翁仲銘
委員-洪麗玲
委員-張志勇
中文關鍵字 嵌入式系統  Intel 8051  Android  Arduino  UART 
英文關鍵字 Embedded System  Intel 8051  Android  Arduino  UART 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 隨著智慧型手機及網路的普及,加上大家對於居家生活的方便性與安全性的要求越來越高,所以近年來智慧家庭的發展迅速。最近有許多新建築以智慧家庭為主要的訴求,但這類的智慧家庭都是在房子建設的時候將傳輸設備及走線安裝於牆壁之內,如果是舊建築要升級為智慧家庭往往需要大興土木來安裝傳輸設備及走線。本篇論文將設計一個基於嵌入式架構下的系統,透過無線傳輸的方式來建構一個簡單的數位家庭系統,可以隨意的控制家裡的各式家電,並可在家庭裡的任一角落使用手持行動裝置(Android) 控制電器用品、空調設施、照明設備並且進行環境的偵測,達到智慧家庭生活的環境。
一般的控制盒能控制的家電數量,受限於單晶片(MCU)的I/O數,本論文增加硬體解碼電路,可增加控制的家電數量,使用模組化的控制電路,使用者可增加或減少控制電路,並可偵測家電狀態ON/OFF。
英文摘要 With the popularity of the Internet and smart phones, Smart Home has been formed because that people put a high value on the family safety and family convenience in recently years. Digital Home has the demand that is able to send digital signals. Though the new house has structured wiring to cope with the signal transmission problem, however, the old house must be knocked off the cement and re-wiring, which requires a lot of efforts. This thesis aims to provide a design based on the wireless technology and embedded systems with sensor application to build up a simple Smart Home. With the design of Embedded-Control-Box, users can conveniently control electric appliances, air conditioner and lighting without vendor's support.
論文目次 目錄 III
圖目錄 IV
表目錄 V
第一章、簡介 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
第二章、相關技術 3
2.1 Android@Home技術簡介 3
2.2 Samsung Homevita技術簡介 4
第三章、具擴充式之嵌入式家電控制盒系統架構 7
3.1 系統架構 7
3.2 硬體背景 8
第四章、具擴充式之嵌入式家電控制盒硬體設計與實作 23
4.1 具擴充式嵌入式家電控制盒–使用Arduino 23
4.2 具擴充式嵌入式家電控制盒–使用Intel 8051 25
4.3 解碼電路板與控制模組板製作 29
第五章、具擴充式之嵌入式家電控制盒軟體開發與實作 31
5.1 嵌入式家電控制盒之控制方式 31
第六章、結論與未來工作 34
參考文獻 35
附錄–英文論文 37

圖目錄
圖1、Samsung Homevita系統六大功能 5
圖2、嵌入式家電控制盒之系統示意圖 8
圖3、Arduino開發板簡介[13] 9
圖4、Intel 8051晶片腳位與實物圖[14] 11
圖5、Intel 8051結構圖[14] 12
圖6、MAX232結構以及接線圖[16] 13
圖7、繼電器動作示意圖[10] 14
圖8、74HC138腳位定義圖 16
圖9、74HC138真值表[19] 16
圖10、74HC138電路圖 17
圖11、74HC273腳位定義圖 18
圖12、74HC273真值表[19] 18
圖13、74HC273電路圖 19
圖14、74HC244腳位定義圖 19
圖15、74HC244真值表[19] 20
圖16、74HC244電路圖 20
圖17、ULN2003腳位定義圖[20] 21
圖18、ULN2003動作示意圖 22
圖19、嵌入式家電控制盒設計原理-Arduino 24
圖20、嵌入式家電控制盒設計原理 26
圖21、具擴充式嵌入式家電控制盒內部控制板方塊示意圖 27
圖22、嵌入式家電控制盒內解碼電路板電路圖 27
圖23、嵌入式家電控制盒內控制電路板電路圖 28
圖24、嵌入式家電控制盒內解碼電路板 29
圖25、嵌入式家電控制盒內控制電路板 30

表目錄
表1、控制訊號格式說明表 32
表2、詳細控制訊號說明表 32
表3、接收格式說明表 33
參考文獻 [1] 郭庭吉,“8051 C語言專題製作”,台科大圖書股份有限公司,2004.
[2] 王彥智,「嵌入式家電控制盒之設計與實作」,碩士論文,淡江大學資訊工程學系碩士在職專班,臺北,2011。
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[5] 董勝源,“單晶片MSC-51與C語言入門實習”,宏友圖書開發股份有限公司,2003.
[6] 溫植燁,“8051單晶片實務與應用使用Keil C”,文魁出版社,2002.
[7] 蔡郁彬、胡繼陽、侯玉展,“演算法概論”,學貫行銷股份有限公司,2008.
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[10] 繼電器:Online available at:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%B9%BC%E9%9B%BB%E5%99%A8
[11] Android:Online available at:http://www.android.com/index.html
[12] Android @Home,會否一統家庭自動化產業標準?:Online available at:http://chinese.engadget.com/2011/05/14/can-android-at-home-lead-home-automation-standard/,Available Date:2011/05/04
[13] Arduino:Online available at:http://www.arduino.cc/,Available Date:2010/03/01
[14] Intel:Online available at:http://www.intel.com,Available Date:2010/06/01
[15] Samsung Homevita:Online available at:http://support-cn.samsung.com/homevita/homevita/index.htm,Available Date:2010/12/04
[16] Maxim:Online available at:http://www.maxim-ic.com/
[17] Unisonic:Online available at:http://www.unisonic.com.tw Available Date:2010/06/15
[18] What is Android @Home? The Future of Android :Online available at:http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2385158,00.asp,Available Date:2011/05/04
[19] Fairchildsemi:Online available at:http://www.fairchildsemi.com
[20] STMicroelectronics:Online available at:http://www.st.com
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