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基于ARM和ZigBee无线网络的智能家居系统设计摘要：设计了一种基于arm和zigbee无线网络的智能家居系统，阐述了智能家居系统的方案设计，并给出了关键环节的实现方法。
该系统能实现对家居环境监测和家电控制，在现代生活中具有广阔的应用前景。
关键词: arm；zigbee；智能家居；嵌入式web服务器1 引言智能家居利用先进的计算机技术、网络通讯技术、电力自动化技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，进行网络化的综合管理[1]。
从目前的发展来看，嵌入式系统和无线网络技术应用在智能家居系统已成大势所趋。
相比传统的家居系统，嵌入式系统和无线网络技术日益成熟，无线传感器产品成本低廉，而且能提供更大的灵活性、流动性，省去了花在综合布线上的费用和精力，因而更适应于家庭、小中型办公场所。
本文设计了一种具有数据传输稳定、功耗要求低、系统可靠、成本低廉等特点的智能家居系统。
该系统以arm处理器s3c2440和嵌入式linux操作系统[2]为核心平台，通过zigbee无线网络[3]把家电设备与嵌入式web服务器[4]相连接，使得用户可以通过客户端的浏览器实现对家居环境的监测和家电设备的控制。
2 系统方案设计基于arm和zigbee无线网络的智能家居系统原理框图如图1所示。
系统以s3c2440嵌入式处理器为核心，外扩nand flash、sdram、和网络通讯接口等。
多个zigbee无线模块节点cc2430组成无线网络，各终端节点连接传感器或者家电设备，通过无线传输的方式与zigbee协调器进行通信，zigbee协调器通过spi接口与arm进行数据传输[5]。
其中s3c2440处理器是韩国三星基于arm公司开发的arm920t处理器核，zigbee网络节点是成都无线龙公司开发的网络微型节点cc2430。
智能家居系统由客户端、嵌入式web服务器和家电设备三部分组成，arm中的嵌入式web服务器是家电监控系统的核心，嵌入式web服务器通过zigbee和家电设备连接，通过网线和客户端相连接。
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。
摘要随着先进科学技术水平的发展，传统的家电控制方式已经越来越不适用现阶段人们快速的生活节奏，传统的人工控制效率低下，不够智能化。
智能家居的兴起很好的解决了这个问题，智能家居可以尽可能的通过现代技术方便人们生活，工作，学习的需要。
智能家居系统是在信息技术的基础之上构建的，它能够有效提高家居的质量，增强生活的方便性，提升相关设备的智能性，也因此，人们目前也针对以单片机为基础的智能家居控制系统给予了大量的关注。
在这样的背景条件下，本项目在STM32单片机的基础之上，有效集成了温湿度感应、液晶显示、输入、通信、LED控制以及继电器等七大模块，实现了智能家居控制系统的开发工作，从而让当前不断增多的需求得到有效实现，保障群众生活水平的稳步提升。
关键词：智能家居，家居模块，STM32，蓝牙；AbstractWith the development of advanced science and technology, traditional home appliance control methods have become less and less suitable for people's fast pace of life at this stage. Traditional manual control is inefficient and not intelligent enough. The rise of smart homes has solved this problem very well. Smart homes can make people's life, work and learning needs as convenient as possible through modern technology. The core of smart home is to use computer technology, communication technology and other advanced technologies to improve the home environment, make home life more comfortable and convenient, home appliance control is more intelligent, and the smart home control system based on single-chip microcomputer has emerged.Based on the above, the system uses STM32 single-chip microcomputer as the control core, combined with temperature and humidity acquisition module, liquid crystal display module, key input module, Bluetooth communication module, LED light control module and relay module to form a smart home control system design to satisfy The diversified needs of people's lives, improve people's quality of life.Key words:Smart home, home module, STM32, Bluetooth;目录11 绪论 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状及应用前景 (1)1.3 论文结构 (2)2 系统总体设计 (2)2.1 功能设计要求 (2)2.2 系统总体设计方案 (3)3 硬件系统设计 (3)3.1 单片机控制模块 (3)3.2 温湿度采集模块 (6)3.3液晶显示模块 (6)3.4 按键输入模块 (6)3.5 LED灯控制模块 (7)3.6 继电器模块 (7)4 系统设计 (8)4.1 软件功能模块 (8)4.2 系统主程序流程图 (9)4.3 主要模块子程序设计 (10)5 系统实现 (12)5.1硬件调试 (12)5.2软件调试 (14)总结 (15)参考文献 (16)致谢............................................................................................. 错误!未定义书签。
基于Cortex—A9的智能家居控制系统的硬件设计与实现作者：左海成刘丰杨睿毅叶晶晶温永彪来源：《电子技术与软件工程》2017年第03期摘要本文介绍了基于Cortex-A9的智能家居控制系统的设计方案，该控制系统以ARM平台Cortex-A9系列Hi3798C芯片为控制核心，集成了音视频模块、Wi-Fi模块、ZigBee模块、3G/4G模块、智能配电管理和本地存储等功能模块，具有智能家居网关、无线路由器、机顶盒和家庭服务器等功能。
通过此控制系统可以实现智能家居的面板化控制操作和手机APP的远程控制，在家庭有线网络通信异常时，仍可以实现智能家居的远程状态监控和家居控制，具有较高的安全性和实用性。
【关键词】智能家居 Cortex-A9 Hi3798C 家居控制1 引言随着互联网技术和智能家电设备的发展，智能家居系统越来越引起国家和企业的重视和关注。
通过家庭智能控制系统可以实现对家庭用电设备的智能化控制和监控，智能家居控制系统作为智能家居系统的核心部分，其功能和安全可靠性直接影响智能家居的推广和发展。
随着人们节能意识和信息安全意识的提高，人们对智能家居控制系统的安全可靠性和功能多样性也越来越关注。
本文介绍了基于Cortex-A9的智能家居控制系统的设计方案。
基于ARM平台Cortex-A9系列Hi3798C芯片的智能家居控制系统与传统的智能家居网关相比具有高性能的数据处理能力、高清音视频编解码功能、千兆网络接口和本地存储接口等特点。
用户通过此智能家居控制系统可以实现家庭监控视频实时查看和本地存储、视频点播、智能家庭用电管理，Wi-Fi无线覆盖和家电智能化控制。
同时，家庭有线网络异常后，智能家居控制系统由有线通信切换为3G/4G通信模式，提高了智能家居系统的安全可靠性和实用性。
2 系统设计方案基于Cortex-A9处理器的智能家居控制系统主要包括电源模块、通信控制模块、视频监控模块、本地存储模块、音视频模块、触摸屏显示控制模块、红外控制模块、ZigBee模块、智能配电管理模块、红外控制模块和通用外部扩展接口（如USB、UART、以太网口）等。
基于ARM9的智能家居网关的设计摘要:随着3G通信技术的发展和物联网时代的来临,智能家居的发展迎来了全新的机遇。
本文提出了一种基于ARM9的嵌入式智能家居网关的解决方案,以满足智能家居系统的个性化需求,解决家居空间物理世界与数字世界信息融合问题,具有一定的实践指导意义和广泛的应用前景。
关键词:智能家居网关ARM9 ZigBee 数据融合智能家居的开发与建设是物联网产业的一个重要组成部分,随着3G网络的普及和无线传感器网络在家居空间的应用,使得家居环境中信息共享、环境感知逐渐成为现实。
智能家居系统的核心设备是智能家居网关,通过它可实现智能家居系统的信息采集、集中控制、远程控制、联动控制等功能。
基于此本文研究提出了一种融合GPRS/3G 技术和ZigBee技术的嵌入式智能家居网关设计方案。
1 智能家居系统的整体设计方案本文设计的智能家居系统由家庭内部网、智能家居网关和远程接入网三部分构成。
用户可通过家居系统随时了解室内的温感、烟感等环境参数并对家居设备控制,通过安防系统实时监控家庭安全和智能预警等。
家庭内部网络主要包括家居系统、安防系统、影音系统和资源共享等功能子系统。
家庭内部网的构建采用具有低功耗、低成本、容量大、安全性高、抗干扰性能强的ZigBee技术。
ZigBee节点具有自动组网的能力,无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,节点发生故障时,网络能够自我修复,并对网络拓扑结构进行相应地调整保证整个系统仍然能正常工作。
本文采用TI_CC2430芯片作为家庭内部网的通信方案。
ZigBee网络的子节点可以是温、湿度和光照等采集传感器,也可以是可控制自动窗帘、室内照明和门禁等执行设备。
智能家居系统的“大脑”是智能家居网关,它既要具有数据信息采集功能,又需要具有数据分析处理的能力,实现对家庭网络设备的智能化统一管理。
网关也是家庭内部网和Internet的唯一网络设备,是家庭内部网和远程接入网的连接桥梁。
嵌入式毕业设计是一个涉及硬件和软件的综合项目，旨在培养学生掌握嵌入式系统设计和开发的基本技能。
以下是一个嵌入式毕业设计的示例：题目：基于ARM的智能家居控制系统一、引言随着人们生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高。
为了满足这一需求，智能家居控制系统应运而生。
本设计旨在通过ARM处理器和相关外设，实现一个智能家居控制系统的基本功能。
二、系统硬件设计主控制器：选择一款基于ARM Cortex-M4架构的微控制器，如STM32F4系列。
该微控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，适用于智能家居控制系统的需求。
传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，用于检测家居环境中的温度、湿度、光照等信息。
执行器模块：包括继电器、电机等，用于控制家电设备的开关、运行状态等。
通信模块：采用WiFi模块，实现与手机APP的通信，用户可以通过手机APP远程控制家居设备。
三、系统软件设计驱动程序：编写微控制器与传感器、执行器等外设的驱动程序，实现硬件设备的初始化和控制。
应用程序：基于嵌入式操作系统（如FreeRTOS），编写智能家居控制系统的应用程序。
应用程序包括温度控制、湿度控制、光照控制等功能，并根据传感器采集的数据实时调整家电设备的运行状态。
通信协议：实现与手机APP的通信协议，包括数据格式定义、通信协议设计等。
四、系统测试与调试硬件测试：对各个模块进行测试，确保硬件设备正常工作。
软件测试：对驱动程序和应用程序进行测试，确保软件功能正常。
系统调试：将各个模块集成到一起，进行系统调试，确保整个系统能够正常运行。
五、结论与展望本设计实现了基于ARM的智能家居控制系统的基本功能，包括温度控制、湿度控制、光照控制等功能。
通过本设计，学生可以掌握嵌入式系统设计和开发的基本技能，为未来的职业发展打下坚实的基础。
同时，本设计还可以进一步扩展功能，如增加语音识别、人脸识别等新技术，提高智能家居控制系统的智能化水平。
沈阳理工大学硕士学位论文基于ARM的智能家居综合控制系统设计与实现姓名：靳江伟申请学位级别：硕士专业：@指导教师：刘勇2011摘要随着科技的进步，各种自动化、智能化产品层出不穷，极大的改变了人们的生活方式，也改变着人们的思维方式。
在这种背景下，人们对住宅的概念有了翻天覆地的变化，对居住环境提出了更高的要求。
智能家居的概念也就在这种理念的驱动下应运而生。
本文以现有智能家居系统为研究对象，分析了目前智能家居解决方案的特点和存在的不足，结合目前国内智能家居发展的情况，设计了一种以传统住宅为基础的智能家居综合控制系统。
系统以中央控制器为核心，采用新兴的ZigBee技术作为控制网络的通信手段，使用模块化的设计方法，在外围模块的配合下，实现了诸如：远程控制、温度采集、传统家电控制、灯光控制、电话短信报警、远程监控等一系列功能。
本文首先分析了几种典型智能家居的解决方案，分析借鉴现有方案的基础上，提出了自己的总体方案，同时对家庭内部子网进行了详细设计。
在中央控制器的设计上，采用了三星的2440_ARM 9微处理器作为硬件平台；采用了嵌入式Linux 操作系统和Boa嵌入式Web服务器为软件平台。
通过CGI通用网关接口实现了通过浏览器对家中情况的了解和各种设备的控制功能。
外围模块部分主要实现了ZigBee/红外转发模块、温度采集模块、灯光/电源控制模块的自主设计和实现，同时完成了网络监控、GSM报警等模块的集成工作。
各个模块通过ZigBee技术、以太网技术、Wi-Fi技术等网络技术组成的家庭子网与中央控制器紧密的联系在一起组成了一套完整的系统。
最后通过中央控制器远程对各个模块进行了实际测试，各个模块功能正常，基本符合预期结果。
关键词：智能家居；ARM；嵌入式Linux；ZigBeeAbstractWith the progress of science and technology , all kinds of automatic and intelligent product emerge in endlessly .It greatly changed people's life style and thinking mode. In this context, the people on residential concept has changed a lot and put forward higher request on living environment. Smart Home concept emerged at the historic moment. Based on the existing Smart Home system as the research object, this paper analyses the current Smart Home solution characteristics and deficiency. Combining the current domestic Smart Home development circumstance, design a kind of traditional residence based Smart Home comprehensive control system . The system with the central controller as the core, adopted new ZigBee technology as control network means of communication, using modular design methods, in the peripheral modules coordinates, realized such as: remote control, temperature gathering, traditional household appliances control, lighting control and so on a series of function.This paper first analyzes several typical Smart Home solutions, in reference to and analysis on the basis of present project, the author puts forward his own overall scheme and detail designed the family internal subnet,then proposed his own improvement plan on the security of wireless sensor network technology of ZigBee. In the central controller design, it used samsung's 2440_ARM 9 microprocessor as hardware platform; using the embedded Linux operating system and BOA embedded Web server for software platform. Through the Common Gateway Interface (CGI) realized the functions of understanding the home situation and various equipment control through web browser. Peripheral modules part mainly realizes the infrared forwarding module, temperature acquisition module, lighting/power switch control module independent, meanwhile finishing the integrated work of network monitoring,GSM alarm module andsuch on.Each module through family subnet ,closely linked together to central controller,form a complete set of system.Finally,through central controller for each module remote practical testing,each module function is normal, Basically comply with expected results.Key words:Smart Home;ARM;Embedded Linux;ZigBee第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景随着信息社会的发展，计算机和信息家电已越来越多地出现在人们生活之中，而这一切的发展最终的目的都是为了方便人们的生活，为人类提供一个舒适、便捷、高效的生活环境。
在各大公司和IT媒体的强大概念宣传攻势之下，诸如：智能家庭局域网、家庭网关、信息家电等这些和智能家居密切相关的新名词变得越来越多，越来越熟悉。
如何建立一个高效率、低成本的智能家居综合控制系统已成为当前社会的一个热点问题。
智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。
智能家居一般是以住宅为基础平台，综合建筑装潢、网络通信、信息家电、设备自动化等技术，将系统、结构、服务、管理集成为一体的高效、安全、便利、环保的居住环境。
智能家居可以定义为一个目标或者一个系统，利用先进的计算机、网络通信、自动控制等技术，将与家庭生活有关的各种应用子系统有机地结合在一起，通过综合管理，让家庭生活更舒适、安全、有效和节能[1]。
与传统家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，还能提供舒适安全、高效节能、具有高度人性化的生活空间，将一批原来被动静止的家居设备转变为具有“智慧”的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效地安排时间，增强家庭生活的安全性，并为家庭节省能源费用等。
智能家居的概念提出很早，但由于科学技术水平和人们思想认识的限制，智能家居一开始并没有得到很快发展。
直到1984年美国联合科技公司(United Techno1ogies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康涅狄格州(Connecticut)哈特佛市(Hartford)的City Place Building时，才出现了首栋智能型建筑，从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕[2]。
到了20世纪90年代后期，随着Internet向普通家庭生活不断扩展，消费电子、计算机、通讯一体化趋势日趋沈阳理工大学硕士学位论文明显。
智能信息化家电所具有的安全、方便、高效、快捷、智能化等特点也逐渐被人们所认识所接受，智能家居进入了飞速发展时期。
1.2 课题研究意义计算机、自动控制、通信技术以及数字化技术自20世纪90年代后期以来，取得了迅猛的发展并日益渗透到各个领域。
极大的改变了人们的工作方式，提高了生产效率，对生产力的提高起到了至关重要的作用。
相比之下，这些技术对改善人们的居住环境方面的作用并没充分的发挥出来。
虽然目前的家用电器功能越来越多，越来越智能化，但是这些家用电器的智能仅仅限于其自身，并没有形成一个整体。
这样造成的直接后果就是人们的居住环境仅仅是被一些高科技的家用电器包围，而没有形成人性化，智能化的系统。
人们依然生活在以前传统的家居方式下。
在这样的背景下，人们开始关注居住环境，越来越注重家居环境的安全、健康、便捷和舒适。
如何在家庭环境中组建智能家居网络，有效的将各个家电产品结合成一个有机的整体，并通过它对家电设备进行近程或远程的集中控制与管理，使人们能够不分地点，随时随地方便的控制和了解家中的情况，让这些家用电器为人们提供更好的家居环境，成为了一个新的课题。
所谓智能家居是指将各种相关的住宅设备通过家庭内部网络连接起来，并保持这些设备与住宅的协调，从而构筑成舒适的信息化居住空间，以适应人们在信息化社会中快节奏和开放性的生活，达到安全、舒适、高效、节能、环保及人性化的要求[3]。
智能家居起源甚早，在国外1984年就有了第一栋智能建筑[4]。
