智能家居監(jiān)測與控制終端的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來智能化成為當(dāng)前家居發(fā)展的方向，即智能家居，其利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動化技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。 智能家居監(jiān)測和控制系統(tǒng)的核心是智能家居控制終端，通過該終端使系統(tǒng)可以完成信息采集、信息輸入、邏輯處理、信息輸出、自動控制等過程。 目前常用的智能家居控制終端大多由8位單片機(jī)構(gòu)建，存在很多缺點(diǎn)，如運(yùn)行速度慢，接口資源少等。為適應(yīng)智能家

2、居發(fā)展趨勢，本課題提出了基于S3C2410A芯片和μC/OS-Ⅱ嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的智能家居控制終端結(jié)構(gòu)，突破了利用8位單片機(jī)構(gòu)建終端所受到的種種限制，不僅符合當(dāng)前系統(tǒng)功能的設(shè)計要求，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，而且還為系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。 本課題所設(shè)計的智能家居控制終端以嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ?yàn)槠脚_，采用目前比較成熟的ARM9芯片作為CPU，集成了10M/100M以太網(wǎng)接口、公共電話網(wǎng)絡(luò)接口、RS-485接口、1

3、5路報警檢測口等。通過本設(shè)計，在μC/OS-Ⅱ平臺上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全防范、電器聯(lián)動控制、電話遠(yuǎn)程控制與報警、因特網(wǎng)遠(yuǎn)程控制與監(jiān)視、家庭娛樂、小區(qū)信息服務(wù)等功能。 本文首先通過介紹智能家居控制終端的組成、功能及設(shè)計原則，對比嵌入式系統(tǒng)平臺的內(nèi)核特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，提出了采用性價比高、低功耗、高性能的ARM9芯片S3C2410A作為控制核心；然后對智能家居控制終端的主要硬件部分進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計。 本文所設(shè)計的智能家居控制終端系統(tǒng)應(yīng)具有

4、實(shí)時性、多任務(wù)、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，而傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的開發(fā)從編程到處理性能上已經(jīng)不能滿足當(dāng)前系統(tǒng)使用的研發(fā)要求，故本課題提出了采用目前穩(wěn)定性好、可靠性高的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ。通過介紹μC/OS-Ⅱ的特點(diǎn)和內(nèi)核結(jié)構(gòu)，結(jié)合μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的移植條件，最后成功將μC/OS-Ⅱ移植到智能家居控制終端的CPU（S3C2410A）上，作為軟件開發(fā)平臺。 通過介紹智能家居控制終端的軟件規(guī)劃，結(jié)合該終端的硬件設(shè)計，在μC/OS-Ⅱ軟件

5、開發(fā)平臺下設(shè)計開發(fā)了相關(guān)應(yīng)用軟件程序。其中，主要所做的工作是：突破Ipv4地址資源匱乏的瓶頸，即在ARM硬件平臺和實(shí)時操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使用了相對比較完整的TCP/IP協(xié)議，并對其進(jìn)行改造，在協(xié)議棧ZLG/IP中增加了IPv6協(xié)議選項(xiàng)，為其在IPv6網(wǎng)絡(luò)上使用提供了技術(shù)支持。 智能化家居系統(tǒng)的外部通信總線在早期主要是通過電話網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)的。由于電話網(wǎng)的帶寬限制和較高的使用費(fèi)用，使得智能化家居系統(tǒng)不能被普遍和有效使用。為了解決這一問題