基于嵌入式技术的智能家居系统设计

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基于嵌入式系统的智能门窗设计

作者：崔 斌, 韩峻峰, 梁晋昌, 罗 文

来源：《现代电子技术》2010年第22期

摘 要: 为了使家居生活更加舒适、安全,采用以ARM7为主控制芯片,融合多路传感器的方法,突破了传统的防盗门窗模式。综合考虑了室内外环境的安全因素,设计了一种基于嵌入式系统的智能门窗,进行了以CO、煤气、甲醛以及风光雨传感器为主要信号获取单元,以声光报警器、排风扇和电动开窗器为执行机构的联合调试实验设计,实验中系统运行稳定可靠。实验结果证明该设计切实可行。关键词:传感器; ARM7; 信号采集; 智能门窗

中图分类号:TN911-34文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)22-0078-03

Design of Intelligent Window Based on Embedded System

CUI Bin1, HAN Jun-feng2, LIANG Jin-chang1, LUO Wen1

(1.Guangxi University of Technology, Liuzhou 545006, China; 2.Guangxi Technological College

of Machinery, Nanning 530000, China)

Abstract: In order to make home life more comfortable and secure, the intelligent windows and

doors are designed based on embedded systems, which adopts the ARM7-based control chip and

multi-channel sensors, and breaks through the traditional model. It makes use of the CO, gas,

基于ARM的智能家居控制系统

摘 要：本文提出了一种基于ARM的智能家居控制系统，确定了总体架构设计，利用32位嵌入式ARM9处理器S3C2440作为智能家居控制系统的控制核心，硬件结构简单，很适合智能家居推广与应用。

关键词：智能家居 控制系统 嵌入式

智能家居也叫智能住宅，英文叫 Smart Home。也可以叫做网络家庭、电子家庭、家庭自动化等等。智能家居首先由美国、欧洲等经济比较发达的国家提出来的。其目标就是：“通过家庭内部的一个智能系统，将各种信息家电连接起来进行集中的或异地的监视控制”。

本文智能家居系统的设计，稳定可靠的硬件是基础，也是系统的重要组成部分。我们做系统硬件设计的时候，要考虑到它实现我们需要的各项功能，还要考虑到系统升级所需要的多端口和空间；还有，在设计智能家居系统的时候，硬件设计还要兼顾到软件设计的方便和易开发等条件。

本文设计的智能家居系统分为主机和分机两个部分。主机采用ARM9芯片S3C2440作为CPU，分机采用ARM9芯片CC2430作为控制器。

主机MCU S3C2440 采用了ARM920t 的内核，0.13um 的CMOS 标准宏单元和存储器单元。它低功耗，简单，全静态设计非常适合于对智能家居这样低成本、低功率设计的应用。它采用了新的总线架构

(AMBA)。S3C2440 的优点是核心处理器(CPU)，是一个由Advanced

RISC Machines 有限公司设计的16/32 位ARM920T的RISC处理器。ARM920T实现了MMU， AMBA BUS 和Harvard 高速缓冲体系结构构。这一结构具有独立的16KB指令Cache 和16KB 数据Cache。S3C2440为智能家居系统提供一套完整的通用系统外设，减少整体系统成本和尽可能少的配置额外的组件。

本智能家居系统主机MCU S3C2440的外围设备有人机接口LCD触摸屏，用来发送指令或处理接受到的分机的指令；USB摄像头是智能家居系统的监控单元，能实时的监控周围的环境，由于USB摄像头监控的视频画面所占存储空间较大，所以我们还需外加存储器来存储视频画面。

自动化技术与应用》２０１１年第３０卷第８期　仃业　ＦＦＩ与父流　ｎｄｕＳｔｒｉａｌ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　基于Ｓ　Ｔ　Ｍ　３　２单片机的无线智能家居控制系统　张逢雪１，王香婷１，王通生　，徐广瑞　（１．中国矿业大学，江苏徐州２２１００８；２．哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨１５００）　摘要：本文设计了一套基于嵌入式控制的无线智能家居控制系统，该系统结合ＺｉｇＢｅｅ技术、ＧＰＲＳ通信技术、传感器技术等，实现　对家居环境中的温度、空气质量、家电开关、门窗的关闭等进行本地和远程无线智能控制。　关键词：嵌入式；智能家居；ＺｉｇＢｅｅ；ＧＰＲＳ　中图分类号：ＴＰ３６８．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３　７２４１（２０１１）ｏ８—００９８～０４　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ　Ｈｏｍｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＴＭ３２　ＺＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇ－ｘｕｅ　，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｎｇ－ｔｉｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｔｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ　，ＸＵ　Ｇｕａｎｇ－ｒｕｉ　ｆ　１．Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＭｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ　２２１００８　Ｃｈｉｎａ；２．Ｈａｒｂｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　１５００　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｉｓｓｕｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａ１　ｈｏｍｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＺｉｇＢｅｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＧＰＲＳ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｌｏｃａｌ　ａｎｄ　ｌｏｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ｔｈｅ　ｓｗｉｔｃｈｅｓ　ｏｆ　ａｐｐｌｉａｎｃｅ，ｔｈｅ　ｗｉｎｄｏｗｓ　ａｎｄ　ｄｏｏｒｓ　ｃｌｏｓｅｄ　ｉｎ　ｈｏｕｓｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｍｂｅｄｄｅｄ；ｓｍａｒｔ　ｈｏｍｅ；ＺｉｇＢｅｅ；ＧＰＲＳ　１　引言　智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网　络通信技术、智能家居一系统设计方案安全防范技术、　自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集　成，构建高效的住宅设施与家庭日程事物的管理系统，　提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环　保节能的居住环境。　随着人们生活水平的提高以及计算机技术、通信　技术和网络技术的发展，智能家居逐渐成为未来家居生　活的发展方向。智能家居不仅能给用户提供安全、健康　和舒适的生活环境，而且用户能够远程监控自己的家居　状态和控制家庭电器设备。在智能家居控制系统中，采　用无线网络技术可以解决有线网络布线麻烦，网络节点　多，使用电缆数量庞大等问题，更符合家庭网络简洁性、　灵活性、模块化、扩展性及独立性的通信特点，将无线　网络技术应用于家庭网络已经成为主流趋势…１。　收稿Ｅｌ期：２　０ｌ１一Ｏ　３—２１　２无线智能家居控制系统的硬件平台　要建立家居智能控制系统，硬件是关键和基础，他　对整个系统的稳定性、控制和反馈的准确性、节能性都　有直接的影响。在该系统中采用ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＶＣＴ６作为　微处理器，选用西门子公司的ＭＣ３５ｉ模块作为ＧＰＲＳ模　块，选用Ｃ　Ｃ２４２０作为ＺｉｇＢｅｅ通信射频模块。　２．１　ＳＴＭ３２　Ｆ１　０３ＶＣＴ６微处理器　该处理器采用ＡＲＭ公司具有突破性的Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３　内核，此内核满足集成性高、低功耗、实时应用、具有　竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求［　】。　ＳＴＭ３２Ｆ　ｌ０３ｘｘ系列３２位闪存微控制器的工作频率为　７２ＭＨｚ，片上集成了高速存储器和通过ＡＰＢ总线连接　的丰富和增强的外设和Ｉ／Ｏ，片上还带有两个１　２位的　ＡＤＣ、和一个１２位的双通道ＤＡＣ、１１个１６位计时器　】。所有设备都提供标准的通信接口，无需配置额外的　组件从而减少系统成本，为手持设备和一般类型应用提　供了低价格、低功耗、高性能微控制器的解决方案。　２．２无线传感器网络　

. .. .

.参考资料. 基于STM32的智能家居系统设计毕业设计

目 录

摘 要 ............................................... 错误!未定义书签。

Abstract ............................................... 错误!未定义书签。

第1章 绪 论 ....................................................... 1

1.1 选题背景 ...................................................... 1

1.2 课题意义 ...................................................... 1

1.3 国外发展概况 .................................................. 1

1.4 指导思想 ...................................................... 2

第2章 开发工具与MCU简介 ............................................. 3

2.1 STM32F10XX ................................................... 3

2.2 KEIL MDK ..................................................... 5

第3章 总体分析与设计 ................................................. 7

3.1 方案分析 ..................................................... 7