未来智讯 > 智能家居论文 > 基于ARM的智能家居远程抑制系统设计

基于ARM的智能家居远程抑制系统设计

发布时间:2018-12-02 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    基于ARM的智能家居远程抑制系统设计作者: 戴 刚 高 洋 陈煜华 岳希亮   随着互联网技能和信息通讯技能向普通家庭生活的不时普及,如何将消费电子、计算机和通讯融为一体,已成为人们相当关心的一个问题。智能家电网络管理系统可以实现家用电器的网络化、智能化管理。通过该系统将家中的网络电器与互联网和GPRS网络相连,这样无论何时何地,用户都能够通过该系统远程操纵家用电器。本文主要讨论智能家居远程抑制系统的设计与实现。智能家属系统的整体结构。
  
  智能家居远程抑制系统的核心局部是一个嵌入式Web服务器,系统集有线和无线Web服务器于一体,用户能够利用办公室的PC或者手机登录家中的Web服务器,在通过用户名和密码验证后,便能够查看并抑制家用电器;系统带有LCD和键盘,具有良好的人机界面;用户还能够通过键盘来设定系统的任务;系统留有丰富的功能扩展接口,通过这些扩展接口将来还能够实现防火防盗和智能抄表等应用。
  
  智能家居系统的硬件设计
  
  1系统的硬件结构
  在本系统中,主芯片选取 意法半导体的STR7 10,它基于高本能的ARM7TDMI内核,拥有相当丰富的外设和增强的I/O功能。该器件包含片上高速单电压Flash存储器和高速RAM存储器。由于内嵌ARM内核,所以与所有的ARM工具和软件兼容。网络芯片选取Cirrus Logic公司生产的基于ISA的低功耗、本能优越的CS8900A,GPRS模块选取Siemens公司的MC35i,另外系统中还提供了32Mb的Flash和SRAM,分辨由芯片M28W320ECB和TC55V820FT来实现。
  2主芯片STR710
  STR71 O具有4通道12位ADC和10个通讯接口,相当符合工业应用,尤其符合本设计这种需要对照多的接口,既有模拟输入又有数字输入的系统。
  STR710是整个系统的核心。它作为一个嵌入式网关,将外部网络与所有的网络家电连接在一同,是整个系统运行的平台。最初,在远程操纵家电方面,STR710负责从MC35i接收到的短消息和CS8900A接收到的以太网数据中提取出用户指令,然后根据该指令操纵相应的网络家电或者查询其运行情况,最终将执行结果反馈到用户终端。其次,在网络家电事务模式设置方面,STR710的任务主要是在LCD上显示相应的菜单以及帮助信息,通过良好的界面教导用户完成设置。STR710还定时查看家用电器的事务情况。一旦出现紧急或危险的状况时,准时采取必要的保护措施,并向用户终端报警。
    
  3网络抑制器CS8900A
  CS8900A突出的特点是使用灵活,其物理层接口、数据传输模式和事务模式等都能根据需要而动态调整,通过内部寄存器的设置来适应不同的应用环境。
  CS8900A支持I/O传输模式、Memory模式和DMA模式,其中,I/O模式是访问CS8900A存储区的默认模式,对照大略易用,所以在本系统中选用I/O模式。CS8900A与STR710的硬件连接框图如图所示,STR710通过/SBHE、/IOW和/IOR等抑制信号实现对CS8900A的事务方式抑制和读写操作。数据的接收选取停止方式,由于CS8900A和STR710的停止电平是相反的,所以,停止信号线间需接一个非门。CS8900A与STR710之间的数据传输选取的是默认的I/O模式,因此,读写引脚/MEMW和/M EMR被置高,以关闭Memory方式。在此模式下,用4根地址线就能够实现对所有寄存器的访问。如图3所示,引脚SAO~SA3对应接到STR710的地址线A11~A14上即可。除了为保证上述的默认偏移地址(Ox0300),须将SA8和SA9置高外,其余不用的地址线都接低电平。
  CS8900A通过一个带厄流线圈的隔离变压器(E2023)将CPU要发送的数据发送到网络上;接收数据时,由网络传来的数据也经过隔离变压器。加隔离变压器的作用主要是将外部线路与CS8900A隔开,防止干扰和烧坏元器件,实现带电的插拔功能。
  
  4 GPRS模块MC35i
  MC35i的正常运行需要相应的外围电路与其配合。MC35i的40个引脚通过ZIF连接器分辨与电源电路、启动与关机电路、数据通讯电路、语音通讯电路、SIM卡电路、状态指示灯电路等连接。
  
  系统软件设计
  
  系统软件选取分层设计,包括硬件设备驱动层、操作系统层、应用程序接口层和应用软件层。
  操作系统选择小型的实时操作系统μC/OS-II是基于以下几方面的考虑:完全免费的内核、公开的源代码、系统内核实用性强、可靠性高,操作系统内核对处理器以 ROM、RAM资源的要求不高,利于在16位微处理器上移植。TCP/IP协议分为4层:链路层(ARP协议)、网络层(IP协议、ICMP协议)、传输层(TCP协议、UDP协议)、应用层(HTTP协议)。本系统的TCP/IP协议栈选择UIP1.0;图形用户界面选择“CGUI。
  
  结束语
  
  这一智能家居远程抑制系统设计有别于以往的仅侧重于安防的思绪,而是家庭信息化的总体解决方案,文中给出了系统的硬件组成和结构,给出了关键模块的连接方式,以及软件实现的结构框图。由于系统留有丰富的接口,所以随着宽带无线通讯技能、Internet技能和微处理器技能的发展,系统的功能能够得到不时的补充和完善。以防盗报警为例,在家中安装摄像头,以嵌入式系统为视频中央处理器,完成视频压缩与识别,就能够实现家庭的实时监控和报警。能够看出,智能家居系统目前拥有辽阔地应用前景。
转载请注明来源。原文地址:https://www.7428.cn/page/2018/1202/50119/
 与本篇相关的热门内容: