下载文档原格式
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计一、引言随着信息技术的发展，智能家居成为了现代家庭的一个重要组成部分。
通过智能家居系统，可以实现家居电器的自动化、远程控制、人机交互等功能，提高居住舒适度和生活便利度。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统具有可依靠性、扩展性和可移植性强等优点，成为当前智能家居领域的主流技术。
本文将围绕基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计展开研究。
二、四个关键模块的介绍1.传感器模块传感器模块是智能家居控制系统中实现物品智能感知的重要组成部分。
传感器模块一般包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、人体红外传感器、烟雾传感器等多种传感器，具有获取环境信息的能力。
传感器模块的信号采集和处理是整个智能家居控制系统的基础。
2.通信模块通信模块是智能家居控制系统中负责实现设备之间信息传递的重要组成部分。
通信模块一般采用WiFi、蓝牙、ZigBee等通信技术，可以实现设备之间的互联互通。
通过通信模块，可以实现智能家居系统的集中控制、远程控制和状态监测等功能。
3.控制模块控制模块是智能家居控制系统中实现设备控制的重要组成部分。
控制模块一般采用单片机、PLC、DSP等嵌入式处理器，实现对家居设备的控制。
控制模块可以实现对设备的远程控制和定时控制。
通过智能算法，可以根据不同的需求，对设备进行复杂的控制和调节。
4.应用模块应用模块是智能家居控制系统中用户界面的重要组成部分。
应用模块一般包括移动终端应用程序、Web应用程序、桌面应用程序等多种应用形式，提供直观的操作界面和友好的用户体验。
应用模块可以实现远程遥控、定时控制等功能，实现对智能家居系统的便捷管理。
三、系统设计基于嵌入式系统的智能家居控制系统一般包括传感器模块、控制模块、通信模块和应用模块四个关键模块，各关键模块的功能、特点已在前面进行了详细介绍。
在系统设计过程中，可以采用以下步骤：1.确定需求根据用户的需求，确定需要实现的功能和特点。
针对不同的需求，可以选用不同的传感器、通信技术和控制算法，实现个性化的智能家居控制系统。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计智能家居控制系统是利用嵌入式系统技术，将传感器、执行器以及通信技术融入家居系统中，实现对家居设备的自动化控制和远程监控。
该系统可以大大提升家居安全性、舒适度和能源利用效率，给用户带来更加便捷的生活方式。
本文将对基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计进行详细探讨。
一、系统架构设计智能家居控制系统通常包括以下组件：传感器、执行器、控制中心和用户界面。
传感器用于感知环境中的各种信息，如光线、温度、湿度等。
执行器用于控制家居设备，如灯光、空调、窗帘等。
控制中心负责接收传感器数据并根据用户设定的规则进行决策控制，同时将控制指令发送给执行器。
用户界面则提供给用户操作设备、监控家庭状态的接口，可以通过手机应用程序或者网页实现。
在系统架构设计中，需要考虑以下要点：1. 通信方式：智能家居控制系统需要通过网络与用户进行远程通信，可以选择Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等不同的通信方式。
Wi-Fi通信速度较快，适用于传输大量数据；蓝牙通信距离较近，适用于短距离传输；Zigbee通信消耗少，适合用于节能环保的家居系统。
2. 安全性考虑：智能家居控制系统需要采取安全措施，以防止黑客入侵或者信息泄露。
可以使用加密技术对通信进行保护，如SSL/TLS协议，同时采用身份验证机制，确保只有授权用户才能访问系统。
3. 软硬件平台选择：在嵌入式系统中，需要选择适合的硬件平台和操作系统。
常用的硬件平台有Arduino、Raspberry Pi 等，操作系统可以选择Linux、RTOS等。
选择合适的平台和操作系统可以简化系统的开发和维护工作。
二、系统功能设计1. 远程控制：用户可以通过手机应用程序或者网页远程控制家居设备。
例如，用户在外出时可以通过手机应用程序打开或关闭家中的灯光、电视等设备，以此增强家居安全性。
2. 定时控制：用户可以根据需要设置定时开关家居设备。
例如，可以设定某个时间自动打开空调、关闭窗帘，以提前为用户创造一个舒适的家居环境。
嵌入式智能家居控制系统设计与优化智能家居控制系统作为现代家居的重要组成部分，在提高居住生活质量和生活便利性方面发挥着重要作用。
嵌入式智能家居控制系统是指采用嵌入式技术，通过网络与各种家居设备进行连接和控制的系统。
设计和优化嵌入式智能家居控制系统是为了提高系统的性能、降低能耗、增强系统的智能化程度和用户体验。
本文将介绍嵌入式智能家居控制系统的设计与优化的一些关键技术和方法。
首先，设计一套稳定可靠的通信系统是嵌入式智能家居控制系统的基础。
由于智能家居控制系统需要与各种家居设备进行通信，因此需要采用合适的通信技术和协议。
常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，不同的技术有不同的通信距离、传输速率和能耗特点。
在选择通信技术时，需要根据实际应用场景和需求进行权衡和选择。
同时，需要设计合理的网络拓扑结构和安全机制，以保证通信的安全性和可靠性。
其次，实现智能家居设备的互联互通也是嵌入式智能家居控制系统设计的重要任务。
智能家居设备通常包括温湿度传感器、光照传感器、智能插座、智能门锁、智能灯具等各种设备。
为了实现这些设备之间的互联互通，需要设计合适的通信接口和协议，并对各个设备进行编程和控制。
通过互联互通，可以实现设备之间的信息共享和智能化控制，提高家居的智能化程度和自动化水平。
此外，对于嵌入式智能家居控制系统的优化，可以从以下几个方面进行考虑。
首先是系统的能耗优化。
嵌入式智能家居控制系统通常需要长时间运行，因此对系统的能耗进行优化是非常重要的。
可以采用低功耗的硬件设备，合理控制设备的工作状态和功率，以减少能耗。
同时，可以采用节能算法和策略，优化系统的能耗。
其次是系统的性能优化。
嵌入式智能家居控制系统需要实时响应用户的操作和控制指令，因此对系统的性能进行优化是关键。
可以采用并行计算和优化算法，提高系统的响应速度和并发能力。
此外，对系统的稳定性和可靠性进行优化，确保系统运行的稳定性和可靠性。
最后是用户体验的优化。
嵌入式智能家居系统设计与实现随着科技的发展和互联网的普及，智能家居已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
在现代家庭中，智能家居可以实现一系列的功能，例如智能门锁、智能灯光、智能音响等等，这些设备均可以通过手机APP或者语音进行控制。
但是，随着数字化、网络化的深入推进，家庭安全问题也愈发突显。
此时，嵌入式智能家居系统作为一种新的技术手段，开始逐渐引起人们的重视。
本文将从嵌入式智能家居系统的设计与实现方面进行探讨。
一、概述嵌入式智能家居系统是一种基于嵌入式技术的智能家居系统，其设计实现利用嵌入式系统来实现智能家居设备的控制。
随着智能家居的应用不断扩大，对于智能家居设备的稳定性以及安全性方面的要求也越来越高。
嵌入式智能家居系统由于其体积小、功耗低、可靠性高的特点，因此呈现出了非常优越的应用前景。
二、系统架构嵌入式智能家居系统的架构如图所示：整个系统分为控制中心和智能家居设备两部分。
控制中心是整个系统的核心，它负责实现智能家居设备的控制、数据传输以及进行用户交互等功能；而智能家居设备则是根据用户的需求完成相应的动作。
两者通过WIFI网络相互连接，以实现相互通讯。
三、系统设计嵌入式智能家居系统的设计需要针对家庭的各项需求进行综合考虑。
本文结合自身工作经验，对系统设计的相关方面进行了探讨。
1. 控制中心采用树莓派控制中心是嵌入式智能家居系统最为重要的部分，其负责实现智能家居设备的控制、数据传输以及进行用户交互等功能。
此处我们选用了树莓派，树莓派是一款小巧的微型计算机，它的体积小、成本低、可靠性高并且为我们提供了开发和运行智能家居软件所需的丰富的资源。
2. 采用手机APP进行控制手机APP是智能家居控制中最常见的方式之一，其具有操作便捷、交互性好等诸多优点。
本系统设计了一款简约而不失美观的控制APP，在保证基础功能的前提下，尽可能地优化了用户的交互体验。
嵌入式系统设计与实现智能家居控制系统智能家居控制系统是一种集成了嵌入式系统和物联网技术的智能化家居管理系统。
它通过连接多种智能设备和传感器，实现对家居设备的远程监控和控制。
本文将详细介绍嵌入式系统设计与实现智能家居控制系统的相关内容。
一、智能家居控制系统的概述智能家居控制系统是通过嵌入式系统和物联网技术，将家居设备和传感器连接到一个统一的控制平台上，以实现对家居设备的远程监控和控制。
该系统可以通过手机App、智能语音助手或网页端进行操作，用户可以随时随地对家居设备进行控制和管理。
二、嵌入式系统在智能家居控制系统中的应用1. 硬件设计：嵌入式系统设计是智能家居控制系统的核心部分。
首先，需要选择合适的处理器和微控制器，根据家居设备的需求进行硬件设计。
然后，根据系统的功能需求，设计和选取相应的传感器、执行器和通信模块。
最后，进行电路布局和焊接等工作，确保系统的稳定性和可靠性。
2. 软件开发：嵌入式系统的软件开发是智能家居控制系统实现的关键。
通过编写嵌入式软件，实现与传感器和执行器的交互，以及对家居设备的控制和管理。
软件开发过程中，需要考虑系统的实时性、稳定性和安全性，保证系统的可靠运行。
同时，还需要设计友好的用户界面，并支持手机App等多种操作方式。
三、物联网技术在智能家居控制系统中的应用1. 无线通信：物联网技术提供了无线通信的方案，可以实现智能家居设备的远程监控和控制。
通过WiFi、蓝牙、Zigbee等无线通信技术，将家居设备和控制平台连接起来，实现实时数据的传输和系统的远程操作。
2. 数据处理与分析：物联网技术可以实时采集和处理家居设备产生的数据。
通过数据处理和分析，可以获取家居设备的工作状态，并进行智能化的决策和控制。
例如，根据家庭成员的行为模式，自动调整空调和照明等设备的工作状态，提高能源利用效率。
四、智能家居控制系统的功能和应用场景1. 功能：智能家居控制系统可以实现对家庭照明、空调、窗帘、安防等设备的远程控制和管理。
面向智能家居的嵌入式系统设计与实现1. 引言智能家居已经逐渐融入了人们的生活中，为人们提供了更加方便、舒适、安全的居住环境。
而智能家居的核心就是嵌入式系统，它通过各种传感器和控制器实现对家庭环境的感知和控制。
本文将介绍面向智能家居的嵌入式系统的设计和实现。
2. 智能家居的嵌入式系统概述嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常集成在其他设备中，具有低功耗、高可靠性、强实时性等特点。
智能家居的嵌入式系统需要具备多种功能，包括数据采集、数据处理、通信控制、人机交互等方面，同时还需要具备较高的性能和稳定性。
智能家居的嵌入式系统通常包含以下几个组成部分：1) 传感器智能家居需要感知家庭环境的各种参数，如温度、湿度、光照等。
这些数据可以通过各种传感器实现采集，例如温度传感器、湿度传感器、光感传感器等。
2) 控制器控制器是智能家居嵌入式系统的核心部分，它负责对传感器采集到的数据进行处理和分析，以及根据用户的要求控制各种设备的开关、亮度等。
控制器需要具备较高的运算速度和稳定性，以保证系统的实时性和可靠性。
3) 网络模块智能家居需要支持远程控制和信息交互，因此需要包含网络模块。
网络模块可以通过有线或无线方式连接到网络，实现对智能家居设备的远程控制和数据交换。
4) 人机交互界面为了方便用户使用和管理智能家居设备，嵌入式系统需要具备人机交互界面，例如触摸屏、语音控制等。
3. 面向智能家居的嵌入式系统设计智能家居的嵌入式系统设计需要从以下几个方面考虑：1) 功能需求需要根据用户的需求确定嵌入式系统的功能，包括数据采集、数据处理、控制等方面。
例如，如果用户希望实现智能家庭安防系统，嵌入式系统需要具备人脸识别、视频监控、报警等功能。
2) 性能需求嵌入式系统需要具备较高的性能，保证系统的实时性和可靠性。
因此需要根据应用场景和用户数量确定嵌入式系统的核心处理器和存储器容量等参数。
3) 硬件接口设计嵌入式系统需要支持各种传感器和控制器的接口，例如USB、SPI、I2C等接口。
面向物联网的嵌入式智能家居系统设计与实现随着科技的不断进步，嵌入式智能家居系统已经成为现代生活中的重要组成部分。
而随着物联网的不断发展，嵌入式智能家居系统也面临着更加复杂和全面的设计与实现要求。
本文将详细讨论面向物联网的嵌入式智能家居系统的设计与实现，包括系统架构、关键技术和应用场景等。
首先，我们需要了解面向物联网的嵌入式智能家居系统的架构。
嵌入式智能家居系统主要由物理层、网络层和应用层三个部分组成。
物理层包括各种传感器和执行器，用于获取和控制环境信息。
网络层负责传输数据和控制命令，以及设备之间的通信。
应用层则根据用户需求提供各种功能和服务。
这种分层架构能够实现系统的高可靠性和灵活性，并便于系统的升级和扩展。
接下来，我们将讨论面向物联网的嵌入式智能家居系统的关键技术。
首先是传感技术。
物联网中的嵌入式智能家居系统需要具备一系列传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，用于感知环境信息。
传感器的准确度和可靠性对系统的功能和效果至关重要。
其次是通信技术。
嵌入式智能家居系统需要能够实现设备之间的无线通信，以及与云服务器和手机等终端设备的互联。
无线通信技术的选择需要考虑到通信距离、传输速率和能耗等因素。
再者是数据处理技术。
嵌入式智能家居系统需要将从传感器获取的大量数据进行处理和分析，以实现环境监测和智能控制。
数据处理技术包括数据融合、数据挖掘和数据可视化等。
最后是智能算法技术。
嵌入式智能家居系统需要能够根据用户的需求和习惯提供个性化的智能服务，如智能照明、智能安防和智能能源管理等。
智能算法技术包括机器学习、人工智能和模式识别等。
除了以上的关键技术，面向物联网的嵌入式智能家居系统还可以应用于多种场景。
首先是智能照明。
系统可以根据环境光照强度和用户的需求智能调节灯光亮度和颜色，提供舒适和节能的照明效果。
其次是智能安防。
系统可以通过安装各种传感器和摄像头实现智能监测和报警，保障家庭安全。
再者是智能能源管理。
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现智能家居是指利用物联网、传感器技术、人工智能等先进技术，将家庭各种设备、电器等联网并互相协调工作的智能化系统。
嵌入式系统作为智能家居控制方案的核心技术之一，能够实现智能家居的高效、便捷和安全控制。
本文将针对基于嵌入式系统的智能家居控制方案的设计和实现进行详细讨论。
一、设计原理：在设计基于嵌入式系统的智能家居控制方案时，首先需要明确系统的设计原理。
智能家居系统主要由三个模块组成：感知模块、控制模块和应用模块。
1. 感知模块：感知模块通过传感器等设备，实时感知家居环境的各种数据，如温度、湿度、照明等。
这些数据通过传感器采集，并传输到控制模块进行处理。
2. 控制模块：控制模块是智能家居系统的核心部分，它负责接收感知模块传来的数据，并根据预设的规则和用户需求，通过无线通信技术控制家居设备的开关、调节等功能。
控制模块可以根据不同的需求，采用不同的嵌入式控制芯片，比如Arduino、Raspberry Pi等。
3. 应用模块：应用模块是智能家居系统与用户交互的界面，可以实现手机APP或者网页端的远程控制功能。
用户可以通过应用模块，随时随地对家居设备进行控制和监控。
二、硬件选型：基于嵌入式系统的智能家居控制方案的实现，需要选择适合的硬件设备。
根据系统需要，需选择包括传感器、嵌入式开发板、通信模块等硬件设备。
1. 传感器选型：根据不同的环境需求，选择合适的传感器进行数据采集。
如温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器等。
传感器的选型需要考虑数据的准确性、稳定性和功耗等因素。
2. 嵌入式开发板选型：嵌入式开发板是智能家居控制系统的核心，它提供了处理器和各种接口，能够实现数据采集和控制功能。
常用的嵌入式开发板包括Arduino、Raspberry Pi等。
选择开发板需要考虑性能、功耗和可扩展性等因素。
3. 通信模块选型：通信模块是实现智能家居系统与用户交互的重要组成部分。
常用的通信模块有Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块等。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与开发智能家居控制系统是基于嵌入式系统的一种应用，通过集成智能设备和家居设备，实现家居的自动化控制和智能化管理。
本文将介绍基于嵌入式系统的智能家居控制系统的设计与开发。
一、引言随着科技的发展和人们对生活质量要求的提高，智能家居控制系统越来越受到人们的关注与需求。
智能家居控制系统可以实现对家居设备的智能控制和管理，提供更加舒适、安全和便捷的居住环境。
本文基于嵌入式系统，旨在设计和开发一款功能全面、性能稳定的智能家居控制系统。
二、系统设计1. 系统架构设计智能家居控制系统的设计基于嵌入式系统平台，通常由硬件和软件两部分组成。
硬件方面，系统需要具备嵌入式控制器、传感器、执行器等硬件组件，以及与外部设备进行通信的接口。
软件方面，系统需要有相应的控制算法和用户界面，以便用户可以方便地对家居设备进行控制与管理。
2. 硬件设计智能家居控制系统的硬件设计是整个系统的基础。
首先，选择合适的嵌入式控制器，根据系统的需求选择性能稳定、功耗低的嵌入式芯片。
其次，根据家居设备的控制需求，选择合适的传感器和执行器。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，执行器包括开关、灯光、窗帘等。
最后，设计合理的硬件连接与布局，确保各个硬件组件之间的通信和协同工作。
3. 软件设计智能家居控制系统的软件设计包括控制算法和用户界面的开发。
控制算法根据传感器的数据和用户的指令，实现对家居设备的智能控制和管理。
常见的控制算法有温度控制算法、照明控制算法、能源管理算法等。
用户界面设计要求简洁易用，用户能够方便地进行设备的控制和管理。
同时，系统还应具备良好的可扩展性和可维护性，方便后续的功能扩展和系统维护。
三、系统开发1. 嵌入式系统开发在基于嵌入式系统的智能家居控制系统中，嵌入式系统的开发是关键。
首先，选择合适的嵌入式开发平台和开发工具，如ARM Cortex-M系列芯片和Keil MDK开发工具。
嵌入式系统下的智能家居控制系统设计智能家居控制系统是一种利用嵌入式系统技术，通过各种传感器、执行器和通信模块实现对家居设备和环境的智能化监测和控制的系统。
随着物联网技术的发展和普及，智能家居控制系统在现代家庭中扮演着越来越重要的角色。
本文将从嵌入式系统的角度出发，探讨智能家居控制系统的设计原理、关键技术和实现方法。
一、智能家居控制系统概述智能家居控制系统是将传感器、执行器、通信模块等设备集成到家居环境中，通过嵌入式系统实现对家居设备和环境的监测和控制。
其核心目标是提高家居生活的舒适性、便利性和安全性，实现能源的高效利用和环境的智能管理。
二、智能家居控制系统设计原理1. 系统架构设计智能家居控制系统通常包括传感器子系统、执行器子系统、通信子系统和控制中心四个主要部分。
传感器子系统负责采集环境信息，执行器子系统负责执行控制命令，通信子系统负责与外部网络通信，控制中心则负责数据处理和决策控制。
2. 硬件设计硬件设计是智能家居控制系统中至关重要的一环，包括传感器选择、执行器选择、嵌入式处理器选择、通信模块选择等。
合理选择硬件设备可以有效提高系统的稳定性和性能。
3. 软件设计软件设计是智能家居控制系统的灵魂所在，包括嵌入式软件设计、通信协议设计、用户界面设计等。
良好的软件设计可以提高系统的易用性和可靠性。
三、智能家居控制系统关键技术1. 嵌入式系统技术嵌入式系统技术是智能家居控制系统的核心技术之一，包括嵌入式处理器、实时操作系统、驱动程序等。
嵌入式系统技术可以实现对传感器和执行器的实时监测和控制。
2. 传感技术传感技术是智能家居控制系统中至关重要的技术之一，包括温湿度传感器、光照传感器、人体红外传感器等。
传感技术可以实现对环境信息的准确采集。
3. 通信技术通信技术是智能家居控制系统与外部网络连接的桥梁，包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等无线通信技术。
通信技术可以实现远程监测和控制。
四、智能家居控制系统实现方法1. 硬件实现硬件实现是智能家居控制系统的基础，包括传感器模块的搭建、执行器模块的搭建、通信模块的搭建等。
嵌入式智能家居系统设计摘要：“智能家居”(smart home)，又称智能住宅，它利用先进的计算机技术、嵌入式系统技术、网络通讯技术和传感器技术等，将家中的各种设备(照明系统、环境控制系统、安防系统、智能家电等)有机的连接到一起。
智能家居让用户采用更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，根据场景设定设备动作，使多个设备形成联动。
智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而在最大程度上给用户提供高效、便利、舒适与安全的居住环境和工作环境。
本文通过对智能家居系统的分析，确定了总体架构设计。
针对智能家居系统的特点和所要实现的基本功能，分析了智能家居控制器的基本结构，对控制器的核心电路进行了详细设计。
关键词：嵌入式智能微控制器1、研究背景智能化家居的发展分为三个层次：首先是家庭电子化(HE,Home Electronics)。
这个时期主要是面对单独电器的阶段，电子设备之间并没有很大的联系，如电视机刚出来的那些时期。
其次是住宅自动化(HA,home Automation)。
该时期是面向功能的阶段，部分电器设备具有了一些简单的网络连接功能，主要是为了实现某个单一的功能，比如单一的自动抄表系统。
最后是家居智能化，美国称其为Wise House，欧洲称为Smart Home。
智能住宅是面向系统设计的，系统通过家庭分布总线(HDS,Home Distribution System)把住宅内各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置都并入到网络节点中进行集中的和异地的监视控制和家庭事务处理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调，提供工作、学习、娱乐等各项服务，营造出具有多功能的信息化居住空间。
智能家居控制系统提供安全、舒适的居住环境，确保人身和财产安全；空调系统调节温度、湿度、检测空气成份，提高空气质量；系统调节音响和色彩，使人们心情舒畅；合理利用阳光和大气冷热量来调节室内环境，减少能耗，能按事先设定的程序，区分各种时段，对室内的环境及设备进行控制，并提供现代化的通信手段和信息服务。
从设计思想和技术角度分析，当前国内的智能家居控制系统有两个研究方向：一是基于非PC平台的智能家居系统；二是基于PC平台的智能家居系统。
总体来说，国内智能家居产品的研发从上世纪九十年代后期才起步，起步较晚，在整体水平上参差不齐，软件功能较差，升级能力差，系统也不易维护；大都采用了有线通信技术，系统设计、布线成本较高，基于无线通信技术的智能家居控制系统日前还出于试验阶段；很多厂商对产品的核心技术不拥有自主知识产权。
智能家居是信息时代的产物，以计算机和网络技术为核心，渗透并应用到建筑行业，它的发展趋向于将建筑艺术与信息技术完美地结合，形成既有安全、舒适和高效等特性，又能将科学技术与文化艺术相互融合的综合体。
2、系统整体结构设计智能家居系统采用电子传感技术、计算机技术和信息传输技术，对用户提供全方位的服务，同时对住房内情况进行监控和实时管理。
它包括家庭内部信息传输系统、家庭报警系统及显示系统和智能传感、执行设备等几个部分。
智能家居系统应具有以下性能：(1)火警、烟警、有毒气体泄露报警。
(2)阀控功能：水、煤气等电动阀的通/断控制。
(3)室内空气温度、湿度等的自动调节功能。
(4)洗衣机、热水器等各类家用电器开/关控制。
(5)声音和光电报警。
(6)远程控制及报警。
在系统整体方案中，采用了一台主机和多台分机，其家居控制系统结构如图1。
本论文仅研究设计智能家居的现场控制部分，主机图中的GSM和GPRS等远程通讯模块作为以后系统的扩展升级。
主机MCU选用ARM芯片，分机采用16位单片机，是考虑到芯片的低功耗性能，所具有超低功耗的MSP单片机可以完成分机家居现场的控制功能。
报警信息的采集就是对各传感器的信息采集，比如温湿度传感器、气敏传感器等；对各种家电的控制是通过控制连接在家电电源的继电器来实现；现场控制手动命令是通过触摸屏来实现。
该控制系统由一个主机和多个分机组成。
主机作为现场控制设备能够收集到分机的各种信息，对这些数据进行处理，并能够在设定的条件下产生报警。
通过该系统，可以得到家居的各种运行状态(如房间温度、湿度、煤气泄漏报警等)，并可以通过触摸屏实时显示，同时系统能根据现场情况做出相应的调整控制(如照明及家电控制等)。
主机和分机之间采用无线传输的方式进行通讯，这样可以省去传统的家居内走线的弊端，从而具有低成本和组网方便的优势。
在无线传输技术的选择上，参考比较以下几种技术：蓝牙、射频技术、rDA。
通过比较，最终采用射频技术，通过比较，选用射频技术，因其具有省电、可靠、低成本、时延短等优点。
图1家居控制系统结构3、功能设计本控制系统采用分布式控制方式对智能家居的各部分进行统一的控制，主要包括信息家电部分、环境控制（包括室温，照明，窗帘等）部分、安防报警部分、远程操作部分。
各部分又包含多个节点，每个节点即为通讯的一个终端。
各节点之间相互独立，某一个节点出现故障时不影响到其他节点的运行。
如图2.从图中可以看到，远程操作部分与主控制器以串口连接，家居中各节点与主控制器形成一个蓝牙网络相互通信，所以通过外部计算机或网络就可以实现和主控制器的通讯从而实现对家居中各节点的控制。
当然也可以由主控制器来直接控制各节点的运行，这样更快捷。
主控制器通过发送控制命令给节点，各节点收到命令后进行相应分析并做出相应动作，然后返回最终的状态给主控制器，主控制器再通过串口将各节点的信息发送到远程操作系统或直接显示到自带的显示液晶上。
系统中各部分都预留有扩展的节点，以备将来设备的增加。
图2功能结构图4、硬件设计正确可行的硬件设计是整个嵌入式家居系统开发的基础和主要部分。
一个好的可靠的系统硬件设计，不仅能够实现系统分析时确定的功能目标，还应该为整个系统调试和升级留下足够的冗余设计和自由度。
另一方面，硬件设计的同时要考虑到与软件开发相协调的问题，在保证软件设计正确和简明的同时，也必须考虑到该硬件基础上进行软件开发的可行性和难度。
1.微处理器选择主机选取S3C2410处理器，它是一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器。
它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适合于低成本和功耗敏感的应用。
为了减少应用系统设计的成本，集成了众多的常用资源，如LCD控制器、NAND Flash控制器、SDRAM控制器、系统片选逻辑以及一些常用的通讯接口等资源。
图3表示了S3C2410的内部结构：图3S3C2410的内部结构2．FIash模块设计S3C2410的启动有两种方式，一种是从NOR Flash启动，一种是从NAND Flash启动。
传统上嵌入式处理器一般是由NOR Flash启动的，但费用较高；目前世界上仅三星的处理器可以从NAND启动，三星也是NAND Flash的主流厂家。
NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。
Intel于1988年首先开发出NOR Flash技术，彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。
紧接着，1989年，东芝公司发表了NAND Flash结构，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且像磁盘一样可以通过接口轻松升级。
为此选择Silicon Storage Technology公司的39VFl6016M NORFlash和三星的64M N砧岫Flash K9F1208(可自行扩展)，用于存放应用程序。
之所以选择Flash而不是ROM，是因为系统在开发过程中，很多内容都需要修改，如果用ROM，即使是EEPROM，写入操作都不是很方便，而Flash相对容易修改其中内容。
非常适合开发过程，也为日后系统的维护、升级提供了方便。
图4、5分别是NAND Flash、NOR Flash的电路设计图。
图4NAND Flash电路设计图5NOR Flash电路设计3.SDRAM接口电路设计S3C2410片上存储空间有限，不能满足操作系统运行的要求，所以要外接存储系统。
运行Windows CE需要的最小内存是32MB，为保证系统的运行效率，用64MSDRAM。
SDRAM具有容量大、存取速度快、低成本的特点，因而广泛应用到微机处理系统中。
SDRAM主要用来存放执行代码和变量，是系统启动之后主要进行存取操作的存储器。
由于SDRAM需要定时刷新以保住存储的数据，因而要求微处理器具有刷新控制逻辑。
S3C2410及其他一些ARM芯片在片内具有独立的SDRAM刷新控制逻辑，可以方便的与SDRAM接口。
目前常用的SDRAM为8/16位数据宽度。
4.UART串口电路设计几乎所有的微控制器、PC都提供串行接口，使用电子工业协会(EIA)推荐的RS-232-C标准，这是一种很常用的串行数据传输总线标准。
早期它被应用于计算机和终端通过电话线和MODEM进行远距离的数据传输，随着微型计算机和微控制器的发展，不仅远距离，近距离也采用该通信方式。
在近距离通信系统中，不再使用电话线和MODEM，而直接进行端到端的连接。
S3C2410的UART(Universal Asynchronous Receivcr and Transmitter，通用异步收发器)单元提供两个独立的异步串行I，O(SIO)口，可工作于DMA方式或中断方式。
它支持5，6，7，8位的串行数据发送和接收，l位或2位停止位，奇/偶校验，波特率可编程，还支持红外发送和接收。
RS-232-C标准采用的接口是9芯或25芯的D型插头，常用9芯D型插头。
要完成最基本的串行通信功能，实际上只需要RXD，TXD和GND即可，但由于RS-232-C标准所定义的高、低电平信号与S3C2410系统的LvTTL电路所定义的高、低电平信号完全不同，LVTTL的标准逻辑“1”对应2V-3．3V电平，标准逻辑“O”对应0V-0.4V电平，而RS-232-C标准采用负逻辑方式，标准逻辑“l”对应-5V-15v电平，标准逻辑“0”对应5V-15V电平。
显然，两者间要进行通信必须经过信号电平的转换，本设计选用的电平转换芯片为MAX3232。
如图6所示。
图6串口电路设计B接口电路USB接口可以支持键盘、鼠标、优盘，还可以进行数据传输。
S3C2410提供了方便的USB1.1接口，片内包括两个USB控制器，可设置为2个主机或1个机与1个从设备。
本平台设计为一个主机和一个设备，USB电路原理图如图7所示。
图7USB电路设计6.电源监控模块设计采用NCP302HSN27T1型电压监测器，其芯片的工作电压范围为0.8-10v，静态电流约0.5uA；电压检测门限精度不大于2％。
当电池电压低于保护值2.7 V时，芯片的脚l变为高电平，向微控制器发出中断请求，蜂鸣器发出呜叫声提醒用户更换电池。
