基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計.pdf

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1、基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計摘要：針對傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)不足之處，提出了基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，并對該方案進(jìn)行了具體設(shè)計。該系統(tǒng)由智能家居終端、智能家居控制中心、客戶端三部分組成，智能家居控制中心與終端之間是基于藍(lán)牙無線連接方式，與客戶端之間是基于GPRS和Internet連接方式。本系統(tǒng)基于B/S結(jié)構(gòu)，具有軟硬件資源豐富，成本低，功耗小，便于擴(kuò)展，升級及維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，具有一定實(shí)用價值。關(guān)鍵詞：ARM；智能家居；遠(yuǎn)程監(jiān)控；GPRS；藍(lán)牙；Linux,CS8900A,YL18-1080S,S3C2410隨

2、著計算機(jī)、通信及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對居住環(huán)境的要求，也向著追求精神內(nèi)涵、安全舒適、便捷智能化和自動化為理想目標(biāo)，智能化的家居環(huán)境也逐漸備受人們的關(guān)注。目前，在智能家居系統(tǒng)設(shè)計中，智能家居控制中心與終端(家電設(shè)備、安防設(shè)備、三表等)之間多采用基于總線的有線連接方式(RS485，CAN，LonWorks等)，這種連接方式具有布線復(fù)雜、線路易腐蝕、維護(hù)不方便、影響室內(nèi)美觀等缺點(diǎn)；遠(yuǎn)程用戶與智能家居控制中心之間的通信多采用電話線和網(wǎng)線的通信方式，未能將目前日益成熟的移動通信技術(shù)應(yīng)用其中，給用戶帶來極大的不

3、便；智能家居控制中心多采用單片機(jī)作為控制核心，隨著用戶功能需求的增加，由于單片機(jī)軟硬件資源有限，給系統(tǒng)的升級、維護(hù)及調(diào)試帶來極大困難。鑒于此，本文提出了基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，并對該方案進(jìn)行了具體設(shè)計。l智能家居無線技術(shù)概述1．1GPRS技術(shù)簡介通用分組無線業(yè)務(wù)(GenevalPacketRadioServ－ice,GPRS)以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使現(xiàn)有GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突破了最高速率為9.6Kb/s的限制，最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)171.2Kb/s。GPRS具有永遠(yuǎn)在線、高速傳輸、按流量計費(fèi)

4、、減少無線資源浪費(fèi)及通信成本低等優(yōu)點(diǎn)。1.2藍(lán)牙技術(shù)簡介藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)，它的主要目的是在全世界建立一個短距離的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。它使用2.4～2.5GHz的ISM(IndustryScientificMedical)頻段傳送語音和數(shù)據(jù)。運(yùn)用成熟、實(shí)用、先進(jìn)的無線技術(shù)來代替電纜，它提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動設(shè)備通過微微網(wǎng)PAN(Per2sonalAreaNetwork)連接起來。這樣，人們可以通過手機(jī)或者互聯(lián)網(wǎng)在任何時候、任意地點(diǎn)對家中的任意電器(空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、DVD錄像機(jī))進(jìn)行

5、遠(yuǎn)程控制。2系統(tǒng)的主要功能和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1主要功能用戶通過手機(jī)或Internet實(shí)現(xiàn)對家電、燈光、窗簾、門禁、安防等基礎(chǔ)設(shè)施及室內(nèi)環(huán)境的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)視與控制，同時還可自動完成三表(水、電、氣)的抄表工作。2.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計智能家居系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分是一個嵌入式Web服務(wù)器，系統(tǒng)集有線與無線兩種通信方式于一體，用戶可以通過手機(jī)或PC機(jī)登陸家中的嵌入式Web服務(wù)器，通過用戶名和密碼驗(yàn)證之后，便可以查看或控制家用電器、燈光、窗簾、門禁、安防等基礎(chǔ)設(shè)施；系統(tǒng)帶有LCD和鍵盤，具有良好的人機(jī)界面；用戶可以通過鍵盤設(shè)定系統(tǒng)所需

6、要的參數(shù)；系統(tǒng)具有豐富的可擴(kuò)展接口，如A/D轉(zhuǎn)換接口、無線藍(lán)牙接口、RS485接口、GPRS接口、以太網(wǎng)接口。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2，圖3所示。由圖2可知，智能終端以MCU為控制核心，外擴(kuò)藍(lán)牙從模塊及其他外設(shè)接口；由圖3可知，智能家居控制中心硬件由嵌入式微處理器、外部存儲器、數(shù)據(jù)通信接口、人機(jī)接口及調(diào)試接口五大部分組成。3.2系統(tǒng)控制中心硬件設(shè)計3.2.1嵌入式微處理器本系統(tǒng)選用韓國三星電子的基于ARM920T內(nèi)核的32位嵌入式微處理器S3C2410作為系統(tǒng)的控

7、制核心，該芯片本身集成了包括存儲器接口、通信接口(USB，RS232)，A/D，JTAG等在內(nèi)的豐富的硬件資源，可簡化外圍設(shè)備與微處理器的硬件連接程度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。3.2.2系統(tǒng)存儲器由于S3C2410的存儲控制器提供了外部存儲器訪問所需要的控制信號，用戶只需要選擇合適的外部FLASH和SDRAM與其相連，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的存儲功能。本系統(tǒng)選用SAMSUNG公司的具有512MB容量的K9F1208作為系統(tǒng)外部的NANDFLASH存儲器，用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。選用2片容量為

8、32MB的SAM-SUNG的K4S56163作為系統(tǒng)外部的SDRAM，用作程序的運(yùn)行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。3.2.3以太網(wǎng)控制模塊由于S3C2410本身沒有集成以太網(wǎng)控制模塊，所以需要一個與之相匹配的控制芯片來實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)擴(kuò)展接口。本系統(tǒng)選用CIRRUSLOGIC公司的CS8900A作為系統(tǒng)的