基于ARM的智能家居远程监控系统设计.pdf

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1、基于ARM的智能家居远程监控系统设计摘要：针对传统智能家居系统不足之处，提出了基于ARM的智能家居远程监控系统设计方案，并对该方案进行了具体设计。该系统由智能家居终端、智能家居控制中心、客户端三部分组成，智能家居控制中心与终端之间是基于蓝牙无线连接方式，与客户端之间是基于GPRS和Internet连接方式。本系统基于B/S结构，具有软硬件资源丰富，成本低，功耗小，便于扩展，升级及维护等优点，具有一定实用价值。关键词：ARM；智能家居；远程监控；GPRS；蓝牙；Linux,CS8900A,YL18-1080S,S3C2410随

2、着计算机、通信及微电子技术的飞速发展和人民生活水平的提高，人们对居住环境的要求，也向着追求精神内涵、安全舒适、便捷智能化和自动化为理想目标，智能化的家居环境也逐渐备受人们的关注。目前，在智能家居系统设计中，智能家居控制中心与终端(家电设备、安防设备、三表等)之间多采用基于总线的有线连接方式(RS485，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、影响室内美观等缺点；远程用户与智能家居控制中心之间的通信多采用电话线和网线的通信方式，未能将目前日益成熟的移动通信技术应用其中，给用户带来极大的不

3、便；智能家居控制中心多采用单片机作为控制核心，随着用户功能需求的增加，由于单片机软硬件资源有限，给系统的升级、维护及调试带来极大困难。鉴于此，本文提出了基于ARM的智能家居远程监控系统设计方案，并对该方案进行了具体设计。l智能家居无线技术概述1．1GPRS技术简介通用分组无线业务(GenevalPacketRadioServ－ice,GPRS)以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，使现有GSM网的数据业务突破了最高速率为9.6Kb/s的限制，最高数据速率可达171.2Kb/s。GPRS具有永远在线、高速传输、按流量计费

4、、减少无线资源浪费及通信成本低等优点。1.2蓝牙技术简介蓝牙技术是一项新兴的技术，它的主要目的是在全世界建立一个短距离的无线通信标准。它使用2.4～2.5GHz的ISM(IndustryScientificMedical)频段传送语音和数据。运用成熟、实用、先进的无线技术来代替电缆，它提供了低成本、低功耗的无线接口，使所有固定和移动设备通过微微网PAN(Per2sonalAreaNetwork)连接起来。这样，人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行

5、远程控制。2系统的主要功能和总体结构设计2.1主要功能用户通过手机或Internet实现对家电、灯光、窗帘、门禁、安防等基础设施及室内环境的远程实时监视与控制，同时还可自动完成三表(水、电、气)的抄表工作。2.2总体结构设计智能家居系统远程监控系统的核心部分是一个嵌入式Web服务器，系统集有线与无线两种通信方式于一体，用户可以通过手机或PC机登陆家中的嵌入式Web服务器，通过用户名和密码验证之后，便可以查看或控制家用电器、灯光、窗帘、门禁、安防等基础设施；系统带有LCD和键盘，具有良好的人机界面；用户可以通过键盘设定系统所需

6、要的参数；系统具有丰富的可扩展接口，如A/D转换接口、无线蓝牙接口、RS485接口、GPRS接口、以太网接口。系统的总体结构设计如图1所示。3系统硬件设计3.1硬件结构设计系统的硬件结构设计如图2，图3所示。由图2可知，智能终端以MCU为控制核心，外扩蓝牙从模块及其他外设接口；由图3可知，智能家居控制中心硬件由嵌入式微处理器、外部存储器、数据通信接口、人机接口及调试接口五大部分组成。3.2系统控制中心硬件设计3.2.1嵌入式微处理器本系统选用韩国三星电子的基于ARM920T内核的32位嵌入式微处理器S3C2410作为系统的控

7、制核心，该芯片本身集成了包括存储器接口、通信接口(USB，RS232)，A/D，JTAG等在内的丰富的硬件资源，可简化外围设备与微处理器的硬件连接程度，提高系统的稳定性、可靠性。3.2.2系统存储器由于S3C2410的存储控制器提供了外部存储器访问所需要的控制信号，用户只需要选择合适的外部FLASH和SDRAM与其相连，即可实现系统的存储功能。本系统选用SAMSUNG公司的具有512MB容量的K9F1208作为系统外部的NANDFLASH存储器，用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。选用2片容量为

8、32MB的SAM-SUNG的K4S56163作为系统外部的SDRAM，用作程序的运行空间、数据及堆栈区。3.2.3以太网控制模块由于S3C2410本身没有集成以太网控制模块，所以需要一个与之相匹配的控制芯片来实现以太网扩展接口。本系统选用CIRRUSLOGIC公司的CS8900A作为系统的