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基于嵌入式arm9的智能家居远程抑制系统

发布时间:2018-11-28 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    基于嵌入式arm9的智能家居远程抑制系统作者:未知   摘 要:随着时代的发展,科学技能的不时进步,智能家居这一观念逐步兴起。本文提出基于arm9内核的三星S3C2440处理器,联合以Linux系统,Internet技能,在智能家居抑制系统器上实现了嵌入式Web服务器、CGI脚本服务体系及后台抑制系统,让用户可以在任何能够接入以太网的地方使用用户名和密码登录系统操作系统,实现智能家居的相应功能的智能家居远程抑制服务器。
  关键词:智能家居;Linux系统;arm9;以太网
  中图分类号:TP273.5
  随着计算机与嵌入式技能的生活化,各种智能化、信息化的消费电子产品不时涌现。这些家用电器在方便人们的生活,提高人们的生活质量的同时,也提出了一个问题,如何对家庭中越来越多的信息家电进行有效的抑制。智能家居是由欧美等发达国家提出的一种观念,旨在将家庭中离散的信息设备连接到一个家庭智能化系统长进行集中的或异地的监视抑制和家庭工作的管理。随着网络技能和通讯技能的不时发展和人们对生活要求的不时提高,实现家庭智能远程抑制成为一种趋势,追求精神内涵、平安舒适、便捷智能化和自动化为理想指标。为此,本文提出了一种基于arm9处理器S3C2440的智能家居远程抑制系统的设计方法。
  1 系统设计
  本系统通过多个不同的模块,包括处理器模块、显示模块、存储模块、家电抑制模块、安防抑制模块、摄像头模块、GPRS模块、蓝牙模块以及以太网接口等[1]。通过这些模块,系统实现了以下与智能家居相关的功能:
  (1)家居监控。系统可使用户实时查看家中的温湿度、PM2.5等环境指数。当这些环境指数超出设定的阈值时,系统通过GPRS模块,向用户手机发出短信报警。
  (2)远程抑制。系统通过家电抑制模块,能够让用户对家中的一些家具电器进行抑制。
  (3)安防功能。可在网络页面上开启视频监控功能,进行实时视频监控,并实现视频存储及移动监测报警,达到安防作用。
  (4)门禁功能。能够启用RFID门禁功能作为辅助工具,实现家居的门禁效果。
  系统硬件框图如图1所示。
  由于篇幅有限,接下来介绍主要功能模块。
  1.1 主处理器模块
  该模块是整个系统的核心,完成所以接口的调度和事件的处理。主模块选用三星公司开发的一款基于arm920t内核和0.18umCMOS工艺的16/32位RISC微处理器,主频可达500多MHz。具有成本低,功耗低,本能高,接口众多,且其稳定性于可靠性经多年市场的实践,方案成熟,技能支持好。众多的接口令其能轻松完美地驱动系统的各项外设,较高的主频及优秀的CPU及丰富的RAM能令其完美的运行linux系统,完成总体系统的要求。
  1.2 通讯模
  本系统选取以太网接口,GPRS模块,Zigbee模块,蓝牙模块等方式与外界通讯。
  以太网接口选用DM9000A芯片,与主处理器以16位总线接口相连,可根据需要以单工或全双工模式运行。通过其内部操作时序,可实现系统与以太网的相接。[2-3]
  GPRS模块、zigbee模块和蓝牙模块则选取市场上较为成熟的sim900a,cc2530,cc2540等解决方案。这些方案久经市场考验,极为成熟。
  1.3 家居外设
  本系统选取多项智能家居的外设,如家居抑制,环境监控,视频监控等模块。外设与处理器通过can总线,spi总线,USB接口等方式通讯[4]。
  家居抑制模块包括电灯,窗帘,空调等的抑制。电灯由继电器抑制,服务器记录状态;为了最小程度改变空调结构,系统通过架设红外发射管模拟遥控器。窗帘通过步进电机所转过的角度来抑制开闭程度。
  环境监控模块则由一系列的传感器构成,如PM2.5传感器,温湿度传感器等。数据一方面上传服务器,可供用户登录查看。另一方面通过阈值监控报警功能,实现安防作用。
  视频监控模块选取专用的带USB接口的集成摄像头模块。主机接上大容量的sd卡,可以在用户需要时储存特定时间段的视频,便于日后查看。
  2 系统软件设计
  整个系统由指引装载程序(U-Boot),设备驱动,嵌入式linux内核以及应用程序组成。这也适合一般嵌入式系统的软件构成[5-6]。
  其中,操作系统使用Linux2.6系统内核,应用程序主要包括二个局部:一是是智能家居系统的主应用程序;二是以太网与图形应用界面。
  第一局部的主要功能的实现,主要是应用程序的编写,程序流程图如图2所示。
  第二局部是图形界面的相关设计。本系统选取qt3软件进行具体界面的设计与移植。
  本设计中,先设置好主窗口,在主窗口上添加与抑制主题相关的按钮图片。在用户按下按钮时,显示相应界面。在各个外设的界面上,同样用按钮表示相应的操作。这些功能通过qt3的添加控件能够实现。
  3 整机效果
  在实验室智能家居实验房间内装备相应的系统,通过手机登陆网络,连接服务器ip地址后,通过用户名与密码登陆系统,可以完成相应的操作,并在环境参数超过阈值的时候发送手机短信报警。
  4 结束语
  通过实验室中的模拟家居环境测试,各项家居外设抑制正常,各项监控安防装置可以正常事务,用户可以通过以太网对系统进行智能操控,达到了初期的设计指标。测试结果证明,该系统设计合理,可靠性强,成本低,可操作性好,符合大面积推广。
  参考文献:
  [1]戴刚,高洋,陈煌华.基于ARM的智能家居远程抑制系统的硬件设计[J].世界电子元器件,2007(08).
  [2]严厉平.嵌入式智能家庭网关的研讨与设计[J].微计算机信息,2005(02):14-16.
  [3]刘霞辉,段承先.基于TCP/IP协议的网络家电抑制器[J].机械工程与自动化,2009(02):170-172.
  [4]徐锋,刘欣,方加宝.智能家居远程抑制系统设计[J].低压电器,2009(04):21-24.
  [5]孙弋.基于S3C2440的嵌入式Linux开发实例[M].西安:西安电子科技大学出版社,2010.
  [6](英)马修.Linux程序设计[M].北京:人民邮电出版社,2010.
  作者简介:林昊然(1994.07-),男,本科在读,研讨方向:电子电路。
  作者单位:中国计量学院,杭州 310018
  基金项目:2014年浙江省大学生科技创新活动打算(新苗人才打算)项目《基于嵌入式arm9的智能家居远程抑制系统》。
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