智能家居远程监控系统设计—本科毕业设计论文.doc

第一部分 绪论 随着计算机、通信及微电子技术飞速发展人民生活水平提，人们居住环境要求，向着追求精神涵、安全舒适、便捷智能化自动化理想目标，智能化家居环境逐渐备受人们关注。目，智能家居系统设计，智能家居控制心终端(家电设备、安防设备、三表等)间采基于总线有线连接方式(RS 485，CAN，LonWorks等)，这种连接方式具有布线复杂、线路易腐蚀、维护不方便、影响室美观等缺点；远程户智能家居控制心间通信采电话线网线通信方式，未能目日益成熟移动通信技术应其，给户带极的不便；智能家居控制心采单片机作控制核心，随着户功能需求增加，由于单片机软硬资源有限，给系统升级、维护及调试带极困难。鉴于此，本文提出基于ARM智能家居远程监控系统设计方案，并该方案进行具体设计。户通过手机或Internet实现家电、灯光、窗帘、门禁、安防等基础设施及室环境远程实时监视控制，同时还自动完成三表(水、电、气)抄表工作。 智能家居无线技术概述 GPRS技术简介 通分组无线业务(Geneval Packet Radio Serv－ice,GPRS)以分组交换技术基础，采IP数据网络协议，使现有GSM网数据业务突破最速率9.6 Kb/s限制，最数据速率达171.2 Kb/s。GPRS具有永远线、速传输、按流量计费、减少无线资源浪费及通信成本等优点。2 蓝牙技术简介 蓝牙技术一项新兴技术，主目全世界建立个短距离无线通信标准。使2.4～2.5 GHzISM(Industry Scientific Medical)频段传送语音数据。运成熟、实、先进无线技术代替电缆，提供低成本、功耗无线接口，使所有固定移动设备通过微微网PAN(Per2sonal Area Network)连接起。这样，人们以通过手机或互联网任何时候、任意地点家的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制。　　智能家居系统远程监控系统核心部分一个嵌入式Web服务器，系统集有线无线两种通信方式于体，户以通过手机或PC机登陆家的嵌入式Web服务器，通过户名密码验证，便以查看或控制家电器、灯光、窗帘、门禁、安防等基础设施；系统带有LCD键盘，具有良好人机界面；户以通过键盘设定系统所需的参数；系统具有丰富可扩展接口，如A/D转换接口、无线蓝牙接口、RS 485接口、GPRS接口、以太网接口。系统总体结构设计如图1所示。 .1 系统设计 S3C2410微处理器、存储器系统、传感器、输出控制开关、光电耦合输入电路、继电器输出驱动电路、GPRS模块和用户终端手机构成。通信模块采用GPRS扩展板，控制命令和报警信息以中文短信的方式进行传送。 图3-2 智能家居远程监控系统方案设计 嵌入式操作系统选择Linux，用VI做编辑器，以ARM GCC作为交叉编译器。Linux内核是一个整体的结构，为了方便的向内核添加或者删除某些功能，Linux引入了内核模块机制。 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，供用户在编程过程中使用。设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，Linux设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件细节。在应用程序看来，Linux硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。 3.2.2 报警方案设计.3 监控方案设计.4 通信方案设计 系统硬设计 硬结构设计 系统硬结构设计如图2，图3所示。由图2可知，智能终端以MCU控制核心，扩蓝牙从模块及其外设接口；由图3可知，智能家居控制心硬由嵌入式微处理器、部存储器、数据通信接口、人机接口及调试接口五部分组成。 系统控制心硬设计 1 嵌入式微处理器 本系统选韩国三星电子基于ARM920T核32位嵌入式微处理器S3C2410作系统控制核心，该芯片本身集成包括存储器接口、通信接口(USB，RS 232)，A/D，JTAG等的丰富硬资源，简化围设备微处理器硬连接程度，提系统稳定性、靠性。 2 系统存储器 由于S3C2410存储控制器提供外部存储器访问所需的控制信号，户只需选择合适外部FLASHSDRAM与其相连，即实现系统存储功能。本系统选SAMSUNG公司具有512 MB容量K9F1208作系统部NAND FLASH存储器，于存放程序代码、常量表以及些系统掉电需保存用户数据等。选2片容量32 MB的SAM-SUNGK4S56163作系统部SDRAM，作程序运行空间、数据及堆栈区。3 以太网控制模块 由于S3C2410本身没有集成以太网控制模块，所以需个之相匹配控制芯片实现以太网扩展接口。本系统选CIRRUS LOGIC公司CS8900A作系统以太网控制芯片。CS8900A个单芯片全双工以太网解决方案，所有数字模拟电路合成完整以太网电路。主结构包括ISA总线接口、802.3 MAC引擎、BU