基于wifi智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計

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1、智能計算機與應(yīng)用INTELUGENTCOMPUTERANDAPPLICATIONS基于WIFI智能家居技制糸統(tǒng)的設(shè)計朱欣穎，陳曜（周口師范學(xué)院徇理與機電工程學(xué)院，河南周口466000）播要：針對人們對智能家居的要求，對智能家居控制系統(tǒng)進行分析和研究，提出一種低成本、易擴展、方便實用的家居控制系統(tǒng)。采用Android智能手機作為家居控制終瑞，并利用FPGA構(gòu)建NIOSII軟核，建立智能家居硬件控制平臺。該系統(tǒng)可用于普通的住宅家庭用戶，實現(xiàn)了家用電器的win無線控制。關(guān)11詞：Andeid；FPGA；智能家居；WIFI中圖分類號：TP39文

2、獻標識碼：A文章編號：2095-2163(2014)06-0080-03TheDesignofIntelligentHomeControlSystembasedonWIFIZHUXinying,CHENXi(SchoolofPhysicsandMechanicaJ&ElectricalEngineering.ZhoukouNormalUniversity.ZhoukouHenan466000、China)Abstract:Forpeople'srequirementofintelligenthousehold,thepapermakes

3、ananalysisandresearchtothecontrolsystemofsmarthome,andputsforwardakindoflowcost,easyextension,convenientandpracticalhomecontrolsystem.TakingAndroidsmartphonesashouseholdcontrolterminal,andbyusingFPGAbuildNIOSIIsoftcore,intelligenthouse?holdhardwarecontrolplatformisestab

4、lished?systemcanbeusedforordinaryresidentialhomeusers,andhasrealizedtheWIFIcontrolofhouseholdappliances.Keywords：Android；FPGA；SmartHome；WIFI電視繼

5、電燈匸i

6、?圖1系統(tǒng)磽件設(shè)計圖Fig.1Systemhardwareblockdiagram收稿日期：2014.10-16基金項目：周口師范學(xué)院校青年科研基金（zknuc0208）。作者簡介:朱欣穎（1986■幾女■河南周口人■碩士，助教，主要研究方向:

7、智能信息處理。0引言隨著社會的不斷進步和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動控制技術(shù)和信息家電相結(jié)合的智能家居系統(tǒng)正悄然走進人們的日常生活。智能家居主要是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將各種家電連接到一起,可對家庭照明、窗簾、暖通進行遙控，同時還具有防盜報警、環(huán)境狀況監(jiān)測和定時控制等高端功能⑴。近年來WIFI技術(shù)的日趨成熟，決定了基于Android平臺的智能手機獲得了大規(guī)模的普及與推廣⑴，這就使得通過智能手機作為控制終端對家電進行無線控制進入了現(xiàn)實可行階段,而且在相當程度上還可使智能家居系統(tǒng)更加方便靈活。與此同時,SOPC片上系統(tǒng)也因其具有的較高設(shè)計效率和較強靈活

8、性,而被業(yè)界稱為“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來”。若利用FPGA構(gòu)建SOPC片上系統(tǒng)，鑒于FPGA具有的較強復(fù)雜邏輯控制能力和強大的并行執(zhí)行優(yōu)勢⑶，利用FPGA構(gòu)建嵌入式硬件平臺進行系統(tǒng)設(shè)計也隨之表現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景和廣闊的市場價值。本文即以Android智能手機作為家居控制終端，在FPGA開發(fā)板上設(shè)計基于NIOSII的片上系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接口，并在其基礎(chǔ)上通過WIFI無線通信方式實現(xiàn)了智能家居終端與家電的成功互聯(lián)⑷。1系統(tǒng)整體設(shè)計本課題以CycloneIII系列芯片為核心的FPGA硬件控制平臺開展研發(fā)和設(shè)計，其中包括了按鍵、蜂鳴器、數(shù)碼管等基本外

9、設(shè)。實現(xiàn)過程是:通過在FPGA芯片內(nèi)部嵌入NIOSII軟核作為通信和控制核心，從而構(gòu)建SOPC片上系統(tǒng)。同時,又利用Eclipse開發(fā)平臺設(shè)計基于Android的客戶端軟件，手機客戶端則通過Socket套接字向處于同一WIFI網(wǎng)絡(luò)下的硬件控制平臺發(fā)送信息，硬件平臺將根據(jù)接受的信息對家電進行控制。另外，控制平臺還可以監(jiān)測家電的工作狀態(tài)及室內(nèi)的環(huán)境條件,而且將相關(guān)信息傳遞給手機客戶端，使用戶對室內(nèi)狀況保持良好的信息透明度。2系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計硬件平臺是系統(tǒng)具有良好穩(wěn)定性的基礎(chǔ)和前提。考慮到現(xiàn)實的實際需求，硬件需由FPGA控制平臺、WIFI模塊

10、、繼電器模塊組成，具體如圖1所示。由圖1可見,手機通過無線WIFI將控制信息傳遞給位于同一AP熱點下的WIFI模塊。WIFI模塊將接收到的控制信號由串口傳遞給FPCA.FPGA則根據(jù)接收到的指令控制相應(yīng)的繼