嵌入式智能家居控制系统的研究.pdf

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1、万方数据2009年第3期福建电脑111嵌入式智能家居控制系统的研究郭海杰．吴飞，雷必成(台州学院，物理与电子信息工程学院浙江台州318000)【摘要】：本文研究实现一套基于ARM的嵌入式智能家居控制系统。选择了能够满足控制要求的高性能处理器ARM920T作为智能家居远程控制器的核心．并且选择了WindowsCE作为远程控制器的操作系统。智能家居控制系统收集各种传感器的信息．根据需要通过GPRS模块向用户传递寥居现场信息，同时可通过GPRS发送命令控制远端各种家居设备。从而实现对用户家居的监控。【关键字】：智能家居，嵌入式系统，GPRS，WindowsCEO．前言近年来随着计算机、自动控制

2、和通信技术的发展。己经深刻地改变了人们的工作方式，极大地提高了企业的生产效率．为社会创造了巨大的财富．相比之下。带给个人和家庭生活的好处却十分有限．传统的居家方式并没有因信息时代的到来而产生多大变化。在这样的背景下，人们开始关注居住环境，注重家居环境的安全、健康、便捷和舒适『11，如何有效地在家居环境中组建家庭信息网络．将各种家电产品结合成一个有机整体．并通过它对家电设备进行集中或异地的智能化控制与管理．并且能够与外界进行信息交流。更好地为人们提供家居环境的各类信息．开发网络化、智能化、数字化的新型住宅。从而引发了一个极具吸引力的市场：智能家居系统。ARM嵌入式智能家居系统是目前研究的一

3、个热点．在分析和比较国内外大量智能家居方案的基础上．本文提出了一种实现智能家居的方案：将GPRS模块与WindowsCE操作系统相结合，外加各种传感器组成了一个智能家居系统．同时，详细介绍了基于宿主机一目标机的交叉开发环境．在PC机上安装Win．doWSCE．net4．2．利用微软提供的的Plaffo锄Builder4．2工具，安装目标平台的BSP及定制WindowsCE操作系统内核影像。然后下载内核映像文件到ARM9目标板．最后利用ActiveSyne同步软件通过USB电缆使开发板与PC互相通信。利用Em-beddedVisualC+“．0开发工具完成信息收集、命令处理、GPRS通信模

4、块的设计．1．智能家居控制器的硬件设计在设计智能家居控制器时，考虑到系统的稳定性和扩展性，因此将控制器硬件设计成核心板和控制板两部分。核心板主要用来构建嵌入式最小系统。控制板主要是一些外围接口。系统硬件如图l所示：回圃l墅蚓瑚扯叫到刚l兰竺产伫蛐一目图1系统硬件结构核心板由微处理器以及外围的存储芯片等构成．这里采用三星公司生产的S3C2440微处理器。S3C2440微处理器广泛应用于便捷式通信产品、手持运算、多媒体等嵌入式领域。并且能够较为轻松地运行WindowsCE同时考虑到整个系统实时性要求高．故采用了三星生产的$3C2440微处理器。GPRS模块采用ZOGLAB公司生产的MC35T

5、S芯片。通过串口信号线TXD2和R】(D2和处理器相连接。LCD直接由CPU来控制。不过要增加驱动电路。触摸屏采用4线电阻式．直接将它和CPU的nYPON、YMON、nXI)oN、XMON相连。家电控制接口的输入控制信号连接到CPU的GPIO端口．当要对某个家电进行控制时．只需向指定的端口写入0或l，然后再由家电控制接口通过有线或无线的方式去控制相应的家电。为了方便以后设备扩展．我们使用了网络接口芯片，采用的是DM9000A百兆网卡。2．智能家居控制器的软件设计考虑系统对实时性以及网络功能的要求．可以考虑选择WindowsCE和Unu)【操作系统。但综合考虑开发难易程度以及WindowS

6、CE良好的用户界面。易于操作等特点。同时我们主要是应用层的开发．故决定选用WindowsCE操作系统。在WindowSCE．net产品的开发中．有三个重要的方面，一个是内核定制．一个是驱动程序的开发，最后一个是应用程序的开发．微软在这几个方面都提供了非常好的开发工具，这就是内核定制工具PlatformBuilder和应用程序开发工具EmbeddedVisu．alC++。2．1操作系统平台定制在嵌入式系统硬件平台成功搭建的基础上．如何根据具体应用针对特定的硬件定制裁减WiIldowsCE嵌入式操作系统是本课题的关键．嵌入式系统通常是一个资源受限的系统．直接在嵌入式系统的硬件平台上编写软件很

7、困难．目前一般采用宿主机，目标机模式．即首先在通用计算机上缩写程序。然后通过交叉编译生成目标平台上可运行的二进制文件．最后下载到目标平台上运行。在进行嵌入式开发之前．首先应该建立和配置好交叉开发环境日。WinCE平台的定制过程如下：f11选择操作系统的基本配置，并且为特定的平台选择相应的徽处理器和板级支持包BSP(BoardSupportPacket)。f21利用标准开发向导，根据WindowsCE的架构创建一个定制平台．根据目标硬