嵌入式智能家居控制器的设计.doc

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1、嵌入式智能家居控制器的设计1智能家居控制系统的概述随着计算机控制技术、通信技术的不断发展，人们更加关注生活环境的舒适性和安全性。人们期望智能化的生活家居环境，因此设计一套智能家居控制系统显得十分必要。人们对家居的要求早已不只是物理空间，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。家居智能化技术起源于美国，它是以家为平台进行设计的。智能家居控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台，计算机网络技术为技术平台，现场总线为应用操作平台，构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。大型的智能家居控制器的组成:系

2、统服务器、各种路由器、家庭控制器、电缆调制解调器头端设备CMTS、各种探测器、交换机、通讯器、无线收发器、各种传感器、交换机、各种执行机构、打印机等主要部分组成。在分析了国内外智能家居控制器的发展现状之后，针对监视家庭的设施（本地或远程）和控制家庭的设施（本地或远程）的要求，设计了ARM嵌入式智能家居控制器的整体方案和布局。结合自己所学的内容，对部分内容进行了具体阐述。本文提出了一个实现智能家具的方案：将GPRS模块与WindowCE操作系统相结合，外加各种床干起组成了一个智能家居系统，同时，详细介绍了基于宿主机-目标机的交叉开发环境，在PC机上安装WindowsC

3、E.net4.2，利用微软提供的platformbuilder4.2工具，安装目标平台的BSP及定制WindowsCE操作系统内核影像，然后下载内核影像文件到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EmbeddedvisualC开发工具完成信息收集、命令处理、GPRS通信模块的设计。2智能家居控制器总体设计2.1系统总体设计与分析本设计属于单片机应用系统。确定单片机控制系统总体方案，是进行系统设计最重要、最关键的一步。总体方案的好坏，直接影响整个控制系统的性能及实施细则。总体方案的设计主要是根据被控对象的任务及工

4、艺要求而确定的。设计方法大致如下：根据系统的要求，首先确定出系统是采用开环系统还是闭环系统，或者是数据处理系统。选择检测元件，在确定总体方案时，必须首先选择好被测参数的测量元件，它是影响控制精度的重要因素之一。选择执行机构，执行机构是微型机控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选择一方面要与控制算法匹配，另一方面要根据被控对象的实际情况确定。选择输入/输出通道及外围设备。选择时应考虑以下几个问题：被控对象参数的数量；各输入/输出通道是串行操作还是并行操作；各通道数据的传递速率；各通道数据的字长及选择位数；对显示、打印有何要求；画出整个系统流程图和原理图。2.1.1单

5、片机控制部分本系统是单片机在系统检测以及工程控制方面的应用，其特点是体积小，成本低，功能强，功耗低，是微机应用产品化的最佳机种之一，它已广泛地应用在产品智能化和工业自动化上。而把单片机面向工控领域对象，嵌入到工控应用系统中，实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。嵌入式系统一般分为四种:工控机，通用CPU模块，嵌入式微机处理，单片机。嵌入式系统具有以下特点：(1)面对控制对象。如传感信号输入、人机交互操作,伺服驱动等。(2)嵌入到工控应用系统中的结构形态。(3)能在工业现场环境中可靠运行的品质。(4)突出控制功能。如对外部信息的捕捉、对控制对象

6、实时控制和有突出控制功能的指令系统(I/O控制、位操作和转移指令等)。单片机有唯一的专门为嵌入式应用系统设计的体系结构与指令系统，最能满足嵌入式应用要求。单片机是完全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态应用系统，能满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可靠运行及非凡的控制品质等要求，是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。2.1.2系统工作流程部分图1-1系统工作流程图2.2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。系统硬件如下

7、图所示：图1-2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，这里采用三星公司成产的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S3C2440微处理器。GPRS模块采用ZOGLAB公司生产的MC35TS芯片。通过串口信号线TXD2和RXD2和微处理器相连接。LCD直接由CPU来控制，不过要增加驱动电路。触摸屏才有4线电阻式，直接将它和CPU的nYPON、YMON、nXPON、XMON相连。家电控制接口的输入控