基于arm的智能家居路由系统

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1、基于ARM的智能家居路由系统

2、第1内容显示中摘要：本文讨论了利用32位ARM嵌入式CPU构建基于mClinux操作系统的嵌入式智能家居路由的具体技术及相关实现方案；给出一个将高性能、低功耗32bitRISC结构的ARM内核处理器与开放源码的嵌入式多任务操作系统mClinux相结合，并构建一个适用于智能家居系统的嵌入式路由系统硬件相关原理框图和实现嵌入式路由的软件结构框架。前言智能家居，或称智能住宅，在英文中常用SmartHome。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、

3、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居可以定义为一个过程或者一个系统。它利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。在智能家居中，有一个重要系统就是家庭网络，它是在家庭或者小区范围内，将PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为“有线”和“无线”两大类。有线方案主要包括：双绞线或同轴电缆连接、线连接、电力线连接等；无线方案主要包括：红外线连接、无线电连接、基于RF技术的连接和基

4、于PC的无线连接等。家庭网络相比起传统的办公网络来说，加入了很多家庭应用产品和系统，如家电设备、照明系统，因此相应技术标准也错综复杂。家庭网络的发展趋势是将智能家居中其它系统融合进去，最终一统天下。本文给出了一个家庭网络互连的智能家居路由方案，它是基于三星公司的ARM核CPU-S3C4510和mClinux操作系统的解决方案。S3C4510处理器在本系统中，我们选用了三星公司的S3C4510处理器，它是一款性价比很高的ARM核的SoC芯片,其使用的是ARM7TDMI内核，并内置10/100MEther控制器，特别适合网络应用。另外包

5、括2路HDLC,I2C,8kCACHE/SRAM，2UART,2DMA,232位计数器，中断控制器，DRAM/SDRAM控制器,18个可编程I/O。由于S3C4510处理器主要关注于嵌入式inter应用，目前成为国内出货量最大的一款ARM芯片，在ISDN路由器，ADSLmodem,ADSLroute,二层10/100M交换机网络管理，UPS网络管理等设备上均有成功批量应用。mClinux概述mClinux是针对“微控制领域而设计的Linux系统”，它将Linux应用于没有内存管理单元（MemoryManagementUnits）的处

6、理器。由于mClinux是在Linux的基础之上添加了对没有MMU的微处理器的支持，所以它一方面继承了Linux的大部分优点：例如稳定性、各种网络协议栈的支持以及不同类型的文件系统支持等等，另一方面，它广泛地应用于嵌入式领域，内核精简（一般小于512k），并支持很多常用的嵌入式微控制器系列。与标准Linux操作系统相比，mClinux最大的区别就在于内存管理。标准Linux是针对有内存管理单元的处理器而设计的，使用虚拟存储器技术通过分页的方式来载入进程。mClinux对NOMMU的处理器采用了实存储器管理策略（realmemorym

7、anagement）。这样一个进程在执行前，系统必须为之分配足够的连续地址空间，然后全部载入主存储器中。因为在嵌入式开发中，通常都是针对特定环境下的应用，尽管占用资源过多但是执行效率却也相对高一些。智能家居的互连结构首先，我们利用ADSL连接到Inter上将家居路由与外界的通道连接上。当然，如果小区内提供内部的互连网络，就可以直接将家居路由接入到小区的互连网络上。图一给出了本方案的互连结构。其次，在家居布线中，对于不同的设备采用不同的接口，例如家用计算机接入使用网络交换机，笔记本电脑使用无线接入（也可以直接使用网线），各种仪表/探测

8、器和家电则需要使用串口或者I2C总线接入，这样便于集中处理并实现远程控制及智能控制。再者，采用互联网上先进而成熟的IP协议。这种完全开放的网络，无需担心升级、维护、产品提供商的垄断或者其他行为。所有设备均可通过家居路由接入到宽带网和局域网，从而满足各种应用程序对设备的远程监控，和设备对网络信息的读取。最后，本方案使用成熟的mClinux技术，可以方便地将PC中成熟的软件移植到本系统中，而避免了复杂的开发，使用CGI技术又利用了互联网上的已有各种信息服务资源。在造价和功耗方面，ARM系列的处理器的优势是非常明显的，其单片价格和C51系

9、列的单片机相差无几，而功耗却可以非常小。由于家用设备在价格和功耗方面都要求比较严格，从而，使用本系统就有相当的优势和特色了。软件构成如前所述，由于采用了性能稳定的mClinux操作系统，而且由于Linux在PC机中的广泛应用，各种软件