智能家居——基于sc的家电智能控制和远程防盗监控系统设计

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1、基于S3C2410的家电智能控制和远程防盗监控系统设计摘要:如何将家庭里相对独立的设备连接成一个系统，从而方便进行本地和远程控制?本文通过采用ARM构成智能家居控制器来实现这个目标。智能家居控制器使用S3C2410,SIMl00-E，USB摄像头等元件来组成硬件平台，再将Linux系统移植到硬件平台上，然后设计好相应的驱动程序和应用程序，最后将软件下载到硬件平台来对家电进行本地和远程控制。关键词:ARM;S3C2410;嵌入式Linux;GPRS;1前言随着数字化家用电器的飞速发展，家庭智能化使得人们的

2、生活方式、工作方式以及思维方式都发生了巨大的变化。未来的世界是数字的世界，未来的家庭将是数字的家庭，因此数字家庭网络系统具有广阔的市场应用与发展前景，并向着集成化、智能化、模块化和规模化方向发展。随着计算机技术的发展，嵌入式系统已逐渐成为后PC时代的主导，特别是ARM处理器作为32位微控制器一经面世，对基于Linux的嵌入式技术的迅速发展，无疑起到了推波助澜的作用，产生了划时代的意义。ARM是RISC指令集，它不仅资源丰富，运行速度更快，稳定性更高，也更易于扩展。同时Linux作为一种开源的操作系统，不

3、仅内核更小、效率更高、还直接提供网络支持等优点，利用Linux自身带有的TCP／IP协议来实现远程监控、图象传输已成为可能，并且其动态模块加载使得对Linux的裁减极为方便，而且可以针对具体应用配置内核，裁减SHELL并对嵌人式C库进行系统定制。二者的诸多优点造就了二者作为嵌人式系统的完满组合，从而成为大部分嵌人式系统开发者的首选方案。嵌入式ARM处理器芯片，以其功能强大、指令简单、功耗低等优点在家庭智能化的过程中具有强大的优势。本文主要设计目标是家庭智能化控制系统:（1）实现能同时管理多个传感器，正确

4、采集信息；（2）根据采集信息的变化，自动进行模仿人为分析、操作等功能；（3）通过GSM网络向用户提供远程控制、查询、管理等功能，如改变一些传感器的参数。2系统总体设计及原理楼宇自动化的重要特征之一就是家居智能化。本设计中嵌入式处理器同时控制多个传感器采集各种环境数据（比如温度、湿度、光照等），然后分析处理，做出智能的决策，存储于数据库中，调节相应数字家电的状态。用户离开家后，可以利用网络，通过各种终端(手机、网络、PDA等)查看各信息设备的状态，对家里的各种信息设备进行远程控制，实现家庭信息设备的智能化

5、。嵌入式控制器还可以将家里的情况用网络视频画面的形式传送给用户，虽然用户离家在外，但可以监控是否有外者入侵（即防盗功能）。这样，家中一切尽在掌握之中，用户出外无忧。家居智能控制和视频防盗监控系统总体设计主要分为4大部分：数据采集模块、智能分析处理模块、数据存储模块、远程监控模块。系统整体框图如图1所示：7图1——系统结构框图3系统硬件设计由于该系统不仅要从下接收数据，并且还要对数据进行智能化分析处理，然后存储在数据库里，还要提供远程监控的功能，因此对处理器的速度有一定的要求，而且还要一个简单的操作系统提

6、供多线程或多进程操作，故在本系统设计中CPU采用三星的S3C2410芯片。S3C2410芯片基于ARM920T内核，采用五级流水线和哈佛结构，提供1．1MIPS／MHz的性能，内部集成ARM公司ARM920T处理器核的32位微控制器，并带有独立的16KB的指令Cache和16KB的数据Cache、LCD控制器、RAM控制器、NAND闪存控制器、3通道UART，4通道DMA，4通道具备PWM功能的定时器，并行I／O口、8通道10bit精度ADC和触摸屏控制器，IIC总线接口，IIS数字音频总线接口，USB

7、主机，USB设备，SD／MMC卡控制器，2通道SPI和PLL数字锁相环组成，主频最高可达203MHZ，是高性能和低功耗的硬宏单元。内核结构如图2所示，S3C2410内部结构如图3所示。图2——ARM920内核结构【1】7图3——S3C2410内部结构（功能模块）【1】在设计智能家居控制器时，考虑到系统的稳定性、扩展性和成本等因素，因此将系统硬件设计为3个部分,即核心板、主板和GPRS模块，如图4所示。图4——硬件结构图核心板部件中，NANDFLASH采用SAMSUNGK9F1208芯片，将FLASH芯片

8、连接到系统的nGCSO，所以它的起始地址为:0x000000000；SDRAM采用2片HY57V561620AT-H构成64M，将它连接到系统nGCS6，所以它的起始地址为:003000000；为了让系统从NANDFLASH启动，要将S3C2410的OMO和OM1引脚都接地。主板主要是一些接口电路。串行接口采用MAX3232芯片,由于本系统只使用一个串口,所以和S3C2410的TXD0和RXD0相连,构成第一个串口电路；JTAG接口直接由S