基于cortex―a9的智能家居控制系统的硬件设计与实现

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1、基于Cortex―A9的智能家居控制系统的硬件设计与实现　　摘要本文介绍了基于Cortex-A9的智能家居控制系统的设计方案，该控制系统以ARM平台Cortex-A9系列Hi3798C芯片为控制核心，集成了音视频模块、Wi-Fi模块、ZigBee模块、3G/4G模块、智能配电管理和本地存储等功能模块，具有智能家居网关、无线路由器、机顶盒和家庭服务器等功能。通过此控制系统可以实现智能家居的面板化控制操作和手机APP的远程控制，在家庭有线网络通信异常时，仍可以实现智能家居的远程状态监控和家居控制，具有较高的安全性和实

2、用性。　　【关键词】智能家居Cortex-A9Hi3798C家居控制　　1引言　　随着互联网技术和智能家电设备的发展，智能家居系统越来越引起国家和企业的重视和关注。通过家庭智能控制系统可以实现对家庭用电设备的智能化控制和监控，智能家居控制系统作为智能家居系统的核心部分，其功能和安全可靠性直接影响智能家居的推广和发展。随着人们节能意识和信息安全意识的提高，人们对智能家居控制系统的安全可靠性和功能多样性也越来越关注。　　本文介绍了基于Cortex-A9的智能家居控制系统的设计方案。基于ARM平台Cortex-A9系列

3、Hi3798C芯片的智能家居控制系统与传统的智能家居网关相比具有高性能的数据处理能力、高清音视频编解码功能、千兆网络接口和本地存储接口等特点。用户通过此智能家居控制系统可以实现家庭监控视频实时查看和本地存储、视频点播、智能家庭用电管理，Wi-Fi无线覆盖和家电智能化控制。同时，家庭有线网络异常后，智能家居控制系统由有线通信切换为3G/4G通信模式，提高了智能家居系统的安全可靠性和实用性。　　2系统设计方案　　基于Cortex-A9处理器的智能家居控制系统主要包括电源模块、通信控制模块、视频监控模块、本地存储模块、

4、音视频模块、触摸屏显示控制模块、红外控制模块、ZigBee模块、智能配电管理模块、红外控制模块和通用外部扩展接口（如USB、UART、以太网口）等。以控制系统为核心实现了智能家居系统的配电系统管理、环境监测、家用电器和照明控制、安防监控管理、音视频播放、家庭无线覆盖等功能。　　电源模块为控制系统和外部智能接口提供电源，家居控制系统通过通信控制模块的WLAN口网线接入Internet和云服务器，通信控制模块的Wi-Fi模块满足用户无线上网覆盖的需求，在有线网络通信异常时，通信控制模块切换到通过3G/4G模式与int

5、ernet和云服务器进行数据传输和交换。视频监控模块实现门禁及家庭重要场所的视频安全监控，监控信息可以实时查看或进行本地存储；音视频模块实现智能家居媒体播放的输入输出控制，触摸屏显示控制模块实现家庭智能家居的触摸控制和操作；红外控制模块用来控制电视机和空调等红外电器的开关；ZigBee模块实现家庭智能灯控系统的管理和利用ZigBee智能插座实现对传统电器的智能化改造。智能家庭配电系统安全和能效管理作为智能家居的重要组成部分，系统通过智能配电管理模块中RS485通信控制接口实现家庭配电系统的智能化控制和门窗窗帘的电

6、机控制功能。智能家居控制系统设计框图如图1所示。　　3系统硬件设计　　3.1微处理器　　微处理选用ARM平台Cortex-A9系列Hi3798CV100芯片，微处理Hi3798CV100芯片作为智能家居控制系统的控制核心，CPU具有四核ARMCortexA9和硬件JAVA加速，具有八核高性能GPU。微处理Hi3798CV100芯片存储器控制接口DDR3/3L支持最大2GB容量，支持SPIFLASH、NANDFlash和EMMCFlash多种存储方式，具有较强的编解码能力和数据处理能力。同时，处理器具有IR接收处理

7、器、UART接口、USB3.0Host和USB2.0Host、GPIO等丰富的外围接口。Hi3798CV100芯片结构功能框图如图2所示。　　3.2配电控制模块　　配电控制模块主要通过Hi3798CV100芯片的UART接口转化为RS485接口协议与智能配电箱控制单元、智能窗帘电机控制终端进行通信。RS485接口通过ADM2582E实现TTL与RS485的电平转换，接口采用TVS管和气体放电管防雷保护接地，增加系统接口的可靠性。系统具有4路RS485控制接口，1路与智能配电箱进行通信控制，其它3路分别作为门窗电机

8、控制接口。　　3.3通信控制模块　　通信控制模块主要分三部分进行功能设计，千兆以太网络接口通过Hi3798CV100芯片的GE接口经过PHY芯片RTL8211E和千兆网络变压器H5007NL，与Internet网络进行高速率上行通信。为提高系统的可靠性，防止家庭?W络出现异常，控制系统采用双备份的通信方式，利用处理器的USB接口与3G/4G模块进行数据上行通信，同时可以支