基于ARM9智能家居系统设计
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基于ARM的智能家居控制系统研究随着智能家居的不断发展,人们对于智能化生活的需求也越来越高。
智能家居控制系统是一个集成了传感器、执行器、物联网技术等多种技术的系统,通过对家居设备的智能化控制,为人们带来更加便捷、舒适、安全的生活体验。
基于ARM的智能家居控制系统,是一种新兴的智能家居控制技术。
与传统的智能家居控制系统相比,基于ARM的智能家居控制系统具有更高的性能和更灵活的架构,可以支持更多的应用场景和更多的设备接入。
一、基于ARM的智能家居控制系统的基本架构基于ARM的智能家居控制系统的基本架构分为三层:应用层、服务层和设备层。
应用层是用户与智能家居控制系统进行交互的界面,主要包括智能手机、平板电脑、智能音箱等终端设备。
用户通过这些设备发送指令,实现对智能家居设备的控制。
服务层是智能家居控制系统的核心,主要负责连接应用层和设备层,实现指令的传输和设备的控制。
服务层一般采用云计算技术,将用户的指令通过云服务器进行处理和传输,再将指令发送给设备层进行控制。
设备层是智能家居设备的集中管理和控制中心,主要包括传感器、执行器、智能设备等。
设备层通过各种通信协议与服务层进行交互,接收服务层传来的指令,实现设备的控制和管理。
二、基于ARM的智能家居控制系统的优势1、高性能基于ARM的智能家居控制系统采用先进的处理器架构和高速内存技术,可以实现更加高效的数据处理和指令传输,保证了系统的稳定性和可靠性。
2、灵活性强基于ARM的智能家居控制系统具有更灵活的架构,可以支持更多的应用场景和更多的设备接入,可以根据用户的需求进行自由扩展和升级。
3、易于维护基于ARM的智能家居控制系统采用模块化的设计思路,各个模块之间独立存在,易于维护和升级。
三、基于ARM的智能家居控制系统的应用场景基于ARM的智能家居控制系统可以应用于多种智能家居场景,如智能照明、智能空调、智能安防、智能门锁、智能窗帘等。
同时,基于ARM的智能家居控制系统也可以扩展到智能城市、智能工厂、智能农业等领域,实现全面的物联网基础设施建设。
基于ARM的无线智能家居管理系统设计陈军统;潘文祥;张浩;黄耀波;赵杭波;佘荣平【摘要】通过介绍一款基于S3C2440为核心的ARM9中央处理器所实现的嵌入式智能家居管理系统的搭建.该系统主要是基于开源操作系统linux上实现的.为更好地进行远程监控,设计了一个嵌入式的Web接口,用户可以通过互联网,对家里进行远程监控.对于室内环境的设计,主要是基于一个开发板上的各种传感器的处理来完成的.在开发板上,主要通过用Zigbee和GPRS建立的无线模块和ARM9处理器进行无线连接处理,从而实现了对每一个家电的智能化管理和控制.这样的智能化管理可以对家里各种电器智能化管理,延长家电使用寿命,节能与环保也是实验的关键,也是未来智能家居发展的大方向.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2014(042)004【总页数】4页(P405-408)【关键词】智能家居;ARM9;远程监控【作者】陈军统;潘文祥;张浩;黄耀波;赵杭波;佘荣平【作者单位】浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310023;浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310023【正文语种】中文【中图分类】TP393.2“智能家居进入寻常百姓家,让老百姓都能拥有智能家居”.生活水平不断提高的同时,人们对生活质量的追求也不断提高[1].智能家居在现代生活中自然倍受青睐.但是市场没有一款稳定成熟的智能家居系统的设计方案.基于此我们设计了一款智能家居管理系统的方案.主要是解决一些智能化管理问题.设计的智能化管理系统上,可用Internet访问想关心的家居设备,能够远程控制家居,这一系列的动作都会在搭建的模拟家居的开发板上实现.从系统结构设计,硬件结构设计及软件设计呈现我们的设计思路.1 系统总体设计方案1.1 系统的总体结构智能楼宇,智能家庭之类的高度智能化的系统,也是许多子系统组成的,笔者所设计的只是模块中的子部件,但这也是智能网络系统的核心部件.它既能够和外面的网络进行实时通信,家庭的内部系统也可以采取智能化实行监控与管理.智能家居外部系统主要是通过现在的互联网进行通信.结构图如图1所示.图1 控制系统总体结构图Fig.1 Structure of the control system1.2 系统的通信模块控制系统中,通信模块可分成两个方面.第一方面是家庭内部家电设备之间和控制器组建的家庭网关的互相通信.这样的内部通信,由于节约材料及家里的美化,都会采用无线的方式进行通信,可省去布线的麻烦,使之简洁舒适.众多的无线设备中,笔者选择了采用了功耗低的Zigbee作为无线传输模块,这样更能体现智能化环保概念.第二方面是远程终端来控制智能系统.由GPRS模块和互联网进行连接然后进行监控.当终端设备连上主控制器设定好的IP地址,进入Web登陆界面,就可从远程对我们的家居系统访问与操作.2 系统软件设计2.1 嵌入式系统运行环境的裁剪移植设计的Linux操作系统主要分为两阶段来完成的.第一个阶段就是对开发板进行U-boot移植[2],初始化控制系统,设置linux内核启动参数与内核参数的调用.第二阶段就是对控制中心进行Linux内核的移植,只保留了内核中必要的部分.2.2 Web服务器的设计现在的嵌入式世界中,对web服务器的选择主要有Boa,Goahead,Thttpd,mini_httpd,Shttpd,Appweb和Apache等[3].Web服务器的核心是采用性能强大的处理器,支持TCP/IP协议栈并运行Web服务程序,用户可以通过手中的终端设备,通过浏览器对Web服务器进行访问,从而实现对智能家居的远程控制.2.3 Main软件功能的设计Main软件功能主要是实现监控室内温度,烟雾,湿度是否超过预先设定的值,如果超过,表示发生异常,需要进一步处理;对于红外传感器和摄像头是监控是否有非法分子闯入,是否要进行报警处理.该软件的流程是在系统启动以后,启动Main 软件,处理相应的功能.软件与智能控制端有接口连接,该接口主要是处理智能终端用户发送的请求并作管理,总设计如图2所示.图2 系统软件结构图Fig.2 Control system of software3 硬件结构设计3.1 系统的所有硬件结构硬件结构如图3所示,外设模块是由单片机为核心控制,Zigbee与GPRS模块为信息传输模块[4],整个家居控制中心硬件主要由S3C2440微处理器,存储设备,数据通信设备,LCD显示设备以及调试接口几个部分组.图3 系统硬件结构图Fig.3 Control system of hardware3.2 嵌入式处理器采用的是三星公司的ARM9处理器S3C2440为系统的核心芯片,S3C2440芯片本身就集成了许多模块,包括存储器,通信和JATG等丰富的硬件资源,这块处理器本身丰富的外设模块与集成的处理器在一起,使系统变得更加可靠与稳定.3.3 Zigbee模块Zigbee模块,该技术是一组基于无线标准研制开发的有关组网安全和应用软件方面的通信技术[5],选用现在常用的网峰牌CC2530型号的Zigbee.该模块在家庭网关中作为网络协调器,可以是通信的起点也可以是终点,主要负责信息的通信与数据的传输.Zigbee的终端处理模块主要是温度,湿度,烟雾,门禁及红外传感器等[6].3.4 GPRS通信模块如何将智能家电与网络连接是一个要解决的关键问题[7].嵌入式系统控制GPRS无线模块,进行图像采集,并通过GPRS无线模块进行通信[8].所以笔者采用型号为M35,现在全球最小的四频GSM/GPRS模块,尺寸仅19.9 mm×23.6mm×2.65 mm.凭借超小的尺寸及超低功耗与宽工作温度范围,再加上内嵌网络服务协议栈,支持多个Socket及IP地址和干扰检测功能,所以M35是我们的理想应用芯片.该模块主要为了让外设处理好的信息与现在随身携带的移动手机等通信设备进行连接,这样就可以随时随地的对家里环境进行监控,一旦有意外事情发生,会及时收到紧急短信.4 系统主要流程描述4.1 初始化流程系统初始化主要完成软件加载和初始化工作,初始化流程图如图4所示.图4 初始化流程图Fig.4 Initialization1) 系统上电即可进入系统,系统下的基本操作与Linux下的基本操作完全相同[9].2) 启动bootloader,实现硬件初始化,加载Logo,初始化组合按键,通过启动参数加载内核到内存,启动内核,并给内核传递参数.3) 启动内核,主要完成驱动初始化工作,挂接根文件系统.4) 挂接根文件系统,进行相关初始化配置工作,创建设备节点,挂接文件系统,配置网络环境.5) 智能服务终端和Main初始化工作,打开设备,创建相应的监控任务,等待数据交换.4.2 系统主要流程智能家居系统的业务流程包括PC软件智能客户端跟Main的业务交换,Main本身也有监控温度和监控红外的功能,具体业务说明如下.4.2.1 智能客户端与Main1) 客户端通过以太网接口向Main发查询信息请求,系统信息包括,系统是否正常工作,当前CPU利用率,内存利用率,剩余磁盘空间大小,当前室内温度,软件和硬件版本号,Main最后上报信息给客户端.2) 客户端通过以太网接口向Main发送配置设备请求,配置项包括配置硬件寄存器,EEPROM,温度阈值,手机号码,Zigbee控制命令,Main最后上报配置结果.3) 客户端通过以太网向Main发送设备自检请求,最后上报自检结果.4.2.2 Main内部处理1) 启动监控温度线程,定时采集室内温度,并做相应的处理流程.2) 启动监控红外线程,采集红外状态,并做相应的处理流程.4.3 Main子系统流程图系统上电后执行Main软件,流程如图5所示.图5 Main子系统流程图Fig.5 Main process1) 初始化log:为了方便软件调试,添加log日志跟踪机制,可以对内核启动和应用程序信息进行查询.2) 初始化设备:打开使用设备,如串口,报警,LCD,存储器等设备.3) 创建监控线程:分别对监控温度,红外,门禁等给出请求.4) 创建socket,用于实时监听用户请求,并对其进行处理.5 测试演示5.1 Web登录测试1) 将开发板和电脑用网线连接好,接好串口线.2) 查开发板IP,在串口工具中输入命令ifconfig,设置IP,并设置电脑IP.3) 访问网页,打开浏览器,输入网址,就可以进入如智能家居网页.在对应的输入框键入用户名和密码,再点击进入系统,就可以正常登录了,如图6所示.图6 登陆界面Fig.6 Login screen5.2 智能家居Android操作1) 搜索到开发板上无线信号连接上,配置手机的IP.2) 使用智能家居应用软件,打开“智能家居”应用软件,设置服务器IP地址.3) 打开手机智能家居系统界面,进入智能家居系统界面,如图7所示.图7 手机客户端Fig.7 Mobile client6 结束语本系统设计的是一个以ARM以及GPRS的嵌入式智能家居控制系统,与传统的智能家居相比,我们采用的无线通信模块,更具有优势,省去了传统布线连接.又因为有GPRS与智能终端可以无线通信,所以家居变得更加的安全.除此之外,用户利用Internet的监控也会变得更加的贴近生活,更加方便与智能化.该系统提供更直接的参考价值具有较好的应用前景.参考文献:[1] 李倩倩.单身酒店式公寓的厨房用品设计研究[D].南昌:南昌大学,2009.[2] 刘淼.嵌入式系统接口设计与Linux驱动程序开发[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.[3] 祝紫琴.智能家居家庭网关平台的研究与设计[D].杭州:浙江工业大学,2012.[4] 南忠良,孙国新.基于Zigbee技术的智能家居系统设计[J].电子设计工程,2010(7):117-119.[5] 闵丽娟,卢捍华,陈玲,等.智能家居的系统结构及相关无线通信技术研究[J]计算机技术与发展,2011,21(8):169-172.[6] 纪晴,段培永,李连防,等.基于Zigbee无线传感器网络的智能家居系统[J].计算机工程与设计,2008,29(12):3064-3067.[7] 康萍,袁红超.智能家居系统接入Internet的实现方法[J].计算机应用研究,2006(12):109-111.[8] 孟祥敏,侯德文.基于Zigbee技术的智能家居系统的研究[J].信息技术与信息化,2009(2):35-36.[9] 杨光利,张聚,杨光芒.基于ARM的智能网管模块设计[J].浙江工业大学学报,2010,38(1):54-57.。
基于ARM单片机的智能家居系统设计与研究随着科技的快速发展,智能家居已经成为时尚的潮流。
智能家居是指使用电子、信息技术和通信技术来控制家庭设备和家庭设施的一种智能化的家庭系统。
而基于ARM单片机的智能家居系统则是其中的一种设计方案。
一、ARM单片机概述ARM指的是一组英国公司联合研发的低功耗、高性能的32位RISC微处理器核心,用于嵌入式系统中。
ARM单片机集成了大量的外设控制器、存储器及通信接口等。
ARM单片机因其高效能、低功耗和高可靠性的特点,已经成为嵌入式系统中非常重要的一种处理器。
二、智能家居的设计与研究智能家居的设计和研究是一个综合性很强的巨大工程,需要通过各种技术手段来实现。
在智能家居系统中,ARM单片机的作用是指引导整个系统,负责各种传感器和执行器的控制、信息采集、数据通信,以及人机交互等等。
相应的,智能家居系统的核心也是基于ARM单片机展开。
1. 硬件设计智能家居系统的硬件设计包括开发板的设计、模块的设计与制作、接口的设计、电源设计等等。
开发板是智能家居系统的核心设备,良好的开发板设计有助于整个系统的稳定运行。
在开发板上,需要设计各种控制电路、传感器电路、模拟电路、数据存储器件等配套电路,并且完成主控芯片与各个配套电路的接口设计。
此外,开发板的接口设计也十分重要,如USB接口、以太网接口、蓝牙接口、Wi-Fi接口等等,要充分考虑产品的用户友好性和易用性。
2. 软件设计智能家居系统的软件设计指的是整个系统的控制程序设计,包括底层芯片的驱动程序、控制程序以及上位机程序。
底层芯片的驱动程序对各种外设的驱动和控制非常重要。
控制程序是指中间层的程序,完成各个外设的调度和任务分配。
上位机程序指的是智能家居系统的操作界面,通过上位机程序,可以完成图像显示、声音识别、用户信息管理等操作。
3. 通信协议智能家居系统中的通信协议十分重要,通过各种通信协议,各个设备之间可以进行数据的传输和信息的交互。
基于ARM的智能家居系统设计方案1.系统综述智能家居(Smart Home)是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、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务管理系统,以提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境.衡量一个智能家居系统的成功与否,并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度,而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行,系统的使用、管理和维护是否方便,系统或产品的技术是否成熟适用,换句话说,就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效,实现便捷高质量的生活。
智能家居通常包括以下子系统:访问/控制系统通过电脑、手持终端等设备了解家中状况,对设备进行控制。
门禁系统门禁系统主要包括以下功能,室外监控功能:当门口有异响自动提示,能在家中或远程看到外面情况;拍照存档功能:当家中没人且有人按动门铃,便自动拍照存储,方面房屋主人查询;可视对讲功能:有客来访,可自由通话,并能看到外面情况,并能控制门锁的打开关闭;远程开锁功能:可以通过Internet 网,在任何地方开启家里的门锁。
视频监控系统视频监控的基本功能主要有:远程监控:可以进行实时本地和远程网络监控;远程控制:可以实现远程对设备的各种控制,可以对图像质量,分辨率,图像缩放进行操作,可以对云台的移动方向进行控制;视频存储:能够将视频数据本地存储,能够在任何时候对这些数据进行回放;移动侦测:布防后能够发现移动的物体并报警。
门窗控制系统可以在室内任何位置以及远程对门窗以及窗帘进行打开关闭操作。
具备自动防风防雨功能,当检测到下雨刮风时,自动关闭窗户。
同时能与环境检测系统联动,当发现室内空气环境不好或者发现可燃气体时能自动开窗通风.入侵检测功能能够及时发现暴力入侵情况,并向安防系统发送报警信号。
家电控制系统通过ZigBee/红外转发器,以红外遥控和电源控制相结合的方式对传统家电(如:电视机、空调、冰箱、电饭煲、淋浴器、微波炉等)进行控制以及状态查询.同时对家中总电源以及各个电源接口进行打开关闭的操作,实现对部分家电的控制,同时可杜绝家电待机耗电情况.环境检测系统环境监测系统主要对家庭内部环境数据进行监测。
基于ARM处理器的智能家居控制系统研发智能家居是一种在现代生活中逐渐普及的科技化生活方式,能够为我们提供便利和享受。
而基于ARM处理器的智能家居控制系统,是这种科技生活方式中的一种主流。
作为一种针对现代家庭的高科技解决方案,智能家居系统可以通过云计算和物联网等技术,将家中的各种设备与服务连接起来,通过智能化的处理和控制,实现远程操控家里的灯光、窗帘、电视等设备,甚至能够帮助我们自动化地完成一些家务。
在这样一个智能化浪潮中,基于ARM处理器的智能家居控制系统已经成为了市场上的热门选择。
ARM架构处理器是一种低功耗高效能的嵌入式处理器,适合用于智能设备等领域。
在ARM处理器的支持下,智能家居控制系统可以实现更高精度的操作和分析,并可以在较低的功耗下实现更高的性能和更长的续航能力,大大提高了系统的实用性。
此外,在基于ARM架构的智能家居控制系统中,我们还可以使用一系列的开发工具和软件来辅助开发和控制。
这些工具包括但不限于:Cortex-M系列MCU开发工具、Keil中集成开发环境、STLINK工具等,可以帮助我们更便捷地进行系统设计和开发。
在设计这样的智能家居控制系统时,我们需要考虑到家庭环境的复杂性和局限性。
首先需要考虑到控制系统的灵活性和可扩展性,使其可以适应房屋结构和不同的设备类型。
其次,我们需要考虑到用户的舒适度和使用便利性,包括如何让系统操作更加直观、简单且不繁琐。
最后,我们还需要注意到数据的安全性和可靠性。
基于ARM架构的智能家居控制系统,可以通过实时管理系统的参数、处理实时数据并分析,帮助我们更好地完成家庭设备的管理和控制。
其通用性和可扩展性还可以广泛地应用于监控、安防、健康等领域,可以说是一种非常有前景的技术。
在当前快速发展的智能家居市场中,基于ARM处理器的智能家居控制系统具有多种优势:高性能、低功耗、灵活性、可扩展性、易用性和安全性等。
因此,其研究和应用前景十分广泛,不仅具有商业价值,也有很强的科学研究价值。
基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现智能家居监控系统是随着科技的发展而崭露头角的一项技术创新。
它结合了计算机科学、电子工程和通信技术,利用物联网技术实现了对家居环境的监控和控制。
在智能家居监控系统中,ARM架构起到了关键的作用。
本文将介绍基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现,包括系统的功能需求、系统的硬件设计和软件实现等方面。
首先,我们需要明确智能家居监控系统的功能需求。
智能家居监控系统主要用于对家居环境的安全、舒适、便利进行监测和控制。
因此,系统需要具备以下功能:远程监控、远程控制、安全防护和环境舒适度监测。
其中,远程监控功能可以通过摄像头和传感器实现,远程控制功能可以通过人机交互界面和执行器实现,安全防护功能可以通过视频识别技术和门窗传感器实现,环境舒适度监测则需要温湿度传感器和烟雾传感器等。
接着,我们进行系统的硬件设计。
ARM架构是一种低功耗、高性能的处理器架构,非常适合用于嵌入式系统。
在智能家居监控系统中,我们选用ARM处理器作为核心控制器。
其次,我们需要选择合适的摄像头、传感器和执行器等外围设备。
摄像头可以采用高清摄像头,传感器则要选择具有高精度和稳定性的温湿度传感器、烟雾传感器、门窗传感器等。
执行器方面,可以选择可以通过远程控制的插座、灯光控制器等。
最后,我们连接这些外围设备,并通过总线进行数据交互,达到智能家居监控系统的目的。
然后,我们来介绍系统的软件实现。
在ARM处理器上运行的软件是系统的大脑,主要负责控制各个外围设备的交互和功能的实现。
首先,我们需要开发一个图形化人机交互界面,实现用户对系统的远程监控和控制。
其次,我们需要开发一个数据处理模块,用于对传感器数据进行处理和分析,从而实现环境的舒适度监测和安全防护等功能。
最后,我们需要开发一个远程控制模块,实现用户对系统的远程控制命令的下发和执行。
最后,我们对系统进行测试和优化。
在测试阶段,我们需要验证系统的功能是否实现,并进行系统的稳定性测试和性能测试。
基于ARM的智能家居系统设计摘要:本文旨在介绍一种基于ARM的智能家居系统的设计。
该系统通过使用ARM 芯片,结合传感器技术、无线通信技术和云计算技术,实现对智能家居中多种设备的监控、控制和管理,提高了家居安全、舒适和能源利用效率。
设计包括硬件系统和软件系统两个方面,其中硬件系统包括传感器模块、通信模块、控制模块和电源模块,软件系统包括数据处理、通信和用户界面三个部分。
最后通过实验验证了该系统的可行性和稳定性,证明了该系统在实际应用中的优越性。
关键词:ARM、智能家居、传感器、无线通信、云计算引言随着智能技术的不断发展,智能家居作为智能化家居的重要组成部分,已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
智能家居系统可以实现对家居中多种设备的监控、控制和管理,提高了家居安全、舒适和能源利用效率。
在智能家居系统中,传感器技术、无线通信技术和云计算技术起着至关重要的作用。
本文基于ARM芯片设计了一种智能家居系统,以此来实现对智能家居的监控、控制和管理。
系统设计2.1 硬件系统设计硬件系统包括传感器模块、通信模块、控制模块和电源模块。
传感器模块:传感器模块主要包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、气体传感器等。
这些传感器可以实时感知家居中各种环境参数,将其转换为电信号,输入到ARM芯片中进行处理。
通信模块:通信模块采用Wi-Fi或蓝牙通信技术,实现智能家居系统和用户手机或电脑的通信。
用户可以通过手机或电脑远程监控、控制和管理智能家居中的各种设备。
控制模块:控制模块包括继电器模块、电机模块、灯光模块等,可以通过ARM 芯片实现对智能家居中各种设备的控制和管理。
电源模块:电源模块主要负责为各个模块提供电源,其中传感器模块和通信模块采用DC-DC稳压模块进行稳压,控制模块采用开关电源模块进行供电。
2.2 软件系统设计软件系统包括数据处理、通信和用户界面三个部分。
数据处理:数据处理模块主要负责对传感器模块采集到的各种环境参数进行处理和分析。
基于ARM板的智能家居智能控制系统研究近年来,智能家居已经成为了人们关注的焦点。
在这个信息时代,人们对生活质量的要求越来越高,通过通过智能家居系统进行控制已经成为了一种常见的方式。
智能家居系统具有很多优点,如节能、安全和便利等。
ARM板是一种基于ARM架构的单片机板,具有小巧、高效、低功耗等特点,在智能家居控制系统研究中占有很大的市场。
智能家居,是指通过互联网、物联网、传感器等技术手段,将家庭中的各种设备、设施与互联网做连接,实现智能化控制,使得家庭中的各种设备可通过手机、平板电脑或电视等智能终端进行控制,为人们的生活、工作带来无限的便利和舒适。
基于ARM板的智能家居智能控制系统研究,就是通过ARM板来控制各种家用电器的开关、运转状态等,实现从家居安全、健康、舒适、节能等方面提升家庭生活质量。
那么,基于ARM板的智能家居智能控制系统究竟有哪些优势呢?一、高效性能ARM板采用ARM架构,具有高效性能,可以快速响应用户操作指令。
这种板子适合对于速度有要求的操作。
二、低功耗ARM板主要特点是低功耗,这个特点在家居系统中很重要。
它不但可以节省电力,而且可以延长家用电器的使用寿命。
三、开放性ARM板基于开放式的设计,可以进行二次开发,适应多样化的应用需求。
四、多样的扩展接口ARM板还具有多个扩展接口,能够与WiFi、蓝牙、射频、红外等模块进行连接,是一种非常灵活的控制板。
基于ARM板的智能家居智能控制系统研究,主要有以下三个部分组成:硬件系统、软件系统和通信系统。
1. 硬件系统硬件系统包括主控板、扩展模块、传感器等。
其中主控板是整个系统的核心,可以实现对于各种家用电器的开关和运转状态的控制。
扩展模块则是对于硬件系统的功能拓展,能够增加系统的功能。
2. 软件系统软件系统主要是针对于ARM板进行开发的嵌入式程序,可实现硬件系统的控制。
软件系统可以包括操作系统、应用程序、设备驱动程序等。
最常用的软件就是通过手机APP与智能家居系统进行交互,实现控制。
龙源期刊网
基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计
作者:满莎,杨恢先,彭友,王绪四
来源:《计算机应用》2010年第09期
摘要:针对传统智能家居系统中多种无线通信技术之间互联的困扰,设计了一个新的两种无线通信技术直连的智能家居网关。
该网关以ARM920T嵌入式处理器S3C2440A为核心,ARM Linux为实时操作系统,采用新兴的Zigbee与融合的通信技术,以满足家庭远程监控、家庭安防和家电控制的个性化需求。
在ARM9处理器上构建嵌入式Web服务器,通过扩展
模块与Zigbee模块实现家庭内部无线网络的建立以及与Internet的连接,并给出了硬件组成结构和软件实现流程。
实验结果表明,该网关在丢包率与时间响应方面优于有线网关和—蓝牙网关,适合在智能家居系统中应用。
关键词服务器;智能家居。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
基于ARM和ZigBee的智能家居控制系统设计黄国伟;彭玲;林伟腾【期刊名称】《现代计算机(专业版)》【年(卷),期】2014(000)015【摘要】为实现家居设备远程控制智能化,提出一种基于ARM、ZigBee和GPRS技术的智能家居控制系统。
系统以ARM9处理器S3C2440为控制核心,利用ZigBee技术组建无线传感网络,实现家庭内部各种设备的无线连接和信息采集功能。
通过在ARM上移植BOA Web服务器,同时利用 GPRS技术接入移动通信网络,实现用户利用远端PC和手机远程监控家居环境设备的功能。
测试结果表明,系统达到设计要求。
%In order to achieve the remote monitoring and control household ,designs a smart home control system based on ARM, ZigBee and GPRS technologies. The system uses ARM920T embedded processor S3C2440 as the control center, uses ZigBee wireless sensor networks to collect and transmit various household data, uses BOA Web servicer to build on ARM platform to achieve the landing Web page function, uses GPRS technology to access mobile telecommunication network, so as to achieve the remote control function by PC and mobile of users. The test result shows that the system conforms to the design requirements.【总页数】6页(P31-35,40)【作者】黄国伟;彭玲;林伟腾【作者单位】惠州学院电子科学系,惠州 516007;惠州学院电子科学系,惠州516007;惠州学院电子科学系,惠州 516007【正文语种】中文【相关文献】1.基于ARM和ZigBee的智能家居控制系统研究 [J], 何宏;张凤岭;张志宏2.基于ARM和ZigBee的智能家居控制系统设计与开发 [J], 胡国伟;陈光绒;李群;代品川3.基于ARM和ZigBee的智能家居控制系统研究与开发 [J], 尹纪庭;袁佳;焦志曼;吴斌;张在房;余建波4.基于ARM和ZIGBEE的无线智能家居控制系统的研究与设计 [J], 董萍5.基于ZigBee的智能家居控制系统的研究设计 [J], 何朋高; 张磊; 张仲松; 贾崇伟; 张庆芳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于ARM嵌入式系统的智能家居设计与实现随着技术的不断进步和人们对高品质生活的需求不断提升,智能家居逐渐走入人们的视野,成为了现代家庭中普及的趋势。
智能家居系统的设计与实现需要运用到许多关键技术,其中基于ARM嵌入式系统的智能家居技术引起了广泛关注。
本文将从一些关键技术方面阐述基于ARM嵌入式系统的智能家居设计与实现。
一、概述智能家居是指在家庭环境中,利用网络通讯技术、传感器技术、智能控制技术等技术手段,实现家庭电器、设备、信息家居网络化、智能化的一种新型居住方式。
目前,许多家庭的网络设备和传感器都已经开始实现互联,如智能家居的系统,其核心通常是一款嵌入式系统,其中ARM嵌入式系统是极具优势的一款嵌入式处理器。
二、基于ARM嵌入式系统的智能家居设计智能家居的设计需要涉及到多个层面的技术,如智能家居的硬件、软件设计、人机交互、网络通讯技术等。
其中基于ARM嵌入式系统的智能家居设计是最核心的一部分。
1、ARM嵌入式系统选型与搭建由于ARM嵌入式系统拥有处理速度快、能耗低、面积小等多种优势,并得到广泛应用,因此在智能家居系统的设计中,选择合适的ARM处理器应该是第一步。
在ARM嵌入式系统设计中,选择合适的核心处理器,对于智能家居的性能和运行速度非常重要,可以打造出高效、实用、经济、优质的智能家居系统。
同时,开发人员可以根据不同的需求选择不同的ARM嵌入式系统,如兼容性,工作方式(单核、多核等)、接口、能耗等。
2、智能家居软件设计智能家居软件的设计是智能家居系统成功的关键,智能家居软件设计应该采用模块化设计。
具体实现可以大致分为以下几个方面:STEP 1:驱动模块的选择智能家居中的驱动模块可以选择一些常用的硬件模块,通常包括传感器模块、继电器模块等,通过驱动模块来采集和控制家电设备的状态。
STEP 2:用户交互模块当用户与智能家居系统进行交互时,需要考虑人机交互的设计。
通常采用智能家居APP、语音控制等方式实现用户的操作。
基于ARM单片机的智能家居控制系统设计摘要本文设计了一种基于ARM单片机的智能家居控制系统。
该系统可以通过无线网络连接到互联网,实现对家居设备的远程控制和监控。
本文首先介绍了智能家居控制系统的发展背景和研究意义,然后介绍了ARM单片机的基本原理和应用场景。
接着,详细介绍了智能家居控制系统的硬件和软件设计,包括系统框架、无线通信模块、传感器和执行器等组成部分的选型和配置。
最后,通过实验验证了该系统的可行性和实用性。
关键词:ARM单片机;智能家居控制系统;无线通信;传感器;执行器AbstractThis paper presents a smart home control system based on ARM microcontroller. The system can connect to the Internet through wireless network, achieving remote control and monitoring of home devices. In this paper, we first introduce the background and research significance of smart home control system, and then introduce the basic principle and application scenarios of ARM microcontroller. Then, we provide a detailed description of the hardware and software design of the smart home control system, including the system architecture, wireless communication module, sensors, and actuators. Finally, the feasibility and practicality of the system are verified through experiments.Keywords: ARM microcontroller; smart home control system; wireless communication; sensors; actuators第一章绪论1.1 研究背景智能家居是近年来快速发展的一个领域。
基于ARM的网络智能家居系统的设计与实现苏州大学应用技术学院09电子转班级(学号0916936074)[徐金波]前言 (3)第1章绪论 (4)第1.1节研究背景 (4)第1.2节国内、外智能家居的发展与现状 (4)第1.3节智能家居远程控制系统技术的发展趋势 (5)第1.4节方案研究的内容与特色 (6)第2章智能家居远程控制系统的总体方案 (8)第2.1节系统的需求分析 (8)第2.2节系统的总体规划设计 (8)2.2.1. 系统的体系结构 (9)2.2.2. 系统实现功能 (10)第3章智能家居远程控制系统硬件设计 (11)第3.1节硬件体系架构 (11)第3.2节电源管理模块 (11)第3.3节时钟复位模块 (12)第3.4节 RS232串口模块 (13)第3.5节 JTAG模块 (13)第3.6节 Flash存储模块 (14)第4章智能家居远程控制系统软件开发 (16)第4.1节嵌入式开发软件平台 (16)第4.2节交叉编译环境 (16)第4.3节 U-Boot原理分析与移植 (16)第4.4节 Linux内核分析与移植 (18)第4.5节文件系统制作 (20)第4.6节 Boa服务器分析与移植 (22)第5章智能家居远程控制系统服务器的实现 (24)第5.1节嵌入式Web系统原理 (24)第5.2节 HTML静态网页的制作 (24)第5.3节 CGI程序开发 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录〔左齐标题1〕 (31)附录1:实物照片说明 (31)基于ARM的网络智能家居系统的设计与实现苏州大学应用技术学院09电子转班级(学号0916936074)[徐金波]【摘要】:伴随着社会经济水平的提高,人们对家居生活的质量的要求也越来越高。
随着计算机与嵌入式技术的生活化,各种智能化、信息化的消费电子产品不断涌现。
这些家用电器在方便人们的生活,提高人们的生活质量的同时,也提出了一个问题,如何对家庭中越来越多的信息家电进行有效的控制。
基于ARM的智能家居控制系统设计随着科技的发展,智能家居的理念也逐渐深入人心,成为现代科技生活的一种必要形式。
智能家居可以通过相互连接的设备,实现自动化控制,提供方便和舒适的生活体验。
本文旨在探讨基于ARM的智能家居控制系统设计。
一、智能家居的基本组成智能家居包含的智能设备众多,但其基本组成包括三个方面:智能终端设备、智能网关设备和智能云平台。
智能终端设备是智能家居系统的最基本组成部分,包括家用电器、智能灯光、智能窗帘、温度、湿度等环境数据采集等。
这些设备要实现互联,需要智能网关设备的支持。
智能网关设备是智能家居的中枢控制设备,主要负责与云平台之间的数据通信,控制智能终端设备的工作状态。
智能云平台则是智能家居系统的后台运营系统,负责处理设备数据的存储和分析,提供数据对外开放的API接口等。
二、ARM芯片的优势在智能家居的控制系统中,ARM芯片成为最为主流的芯片之一。
主要表现在以下几点:1. 成本低廉:ARM芯片在成本上具有优势,便于实现低成本的智能家居控制系统的设计和制造。
2. 技术成熟:ARM芯片作为一种已经工业化的芯片,其技术已相对成熟,稳定性比较高。
3. 能耗低:ARM芯片在功耗上非常优秀,能够大大提升智能家居设备的续航能力。
4. 生态优势:ARM芯片拥有庞大的买家和开发者社区,提供丰富的软件和硬件工具支持。
三、智能家居控制系统的设计方案在智能家居控制系统设计时,需要考虑以下几方面的问题。
1. 设备互通性应保证不同厂商的智能设备之间可以相互互通。
智能网关设备需要具备协议转换的功能,支持不同协议和协议之间的互转。
同时,智能终端设备需要具有开放性和普适性,可以接入不同的网关设备。
2. 设备通信协议智能家居设备的通信协议需要简单易懂、安全可靠,并且支持大量的设备扩容。
目前智能家居设备主要包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee以及Z-wave等协议,其中Wi-Fi 协议具有覆盖面广、可扩展性强的特点。
专业综合实训报告 1 佳木斯大学信息电子技术学院 基于 ARM9智能家居系统设计 摘要:这是一套综合性智能家居系统,系统包含家电控制模块,远程监控模块, 安全报警和预处理模块等一系列智能家居系统核心部分。本系统以 ARM9微处理器 为核心,采用 ZigBee 等无线通信技术,综合布线技术组成家庭无线通信网络。结 合家电控制端模块与高度灵敏的传感器,达到准确操作和实时通信的效果。本设 计有功能丰富,操作简单的特点。 关键词:智能家居,嵌入式系统, GPS, ZigBee 1. 引言 智能家居是利用计算机技术、综合布线技术、网络通信技术和传感技术等,
按照 人体工程学原理,把家居生活里的各种电子设备有机的结合在一起,通过网络化 综合智能管理和控制的一种嵌入式系统。 通信、电子、传感和网络技术的不断发展和人民生活质量的提高,家居生活 里的电子产品不但种类越来越丰富,功能更加完善,应用也更加普遍,而且越来 越智能化,最普遍的家居生活电子产品种类达到数百种,实现对如此多的家居电 子产品的综合控制是智能家居发展的趋势。文中提出基于 ARM9 的无线智能家居 控制系统,是以 ARM9 微处理器为核心,结合 GPRS 和 ZigBee 通信技术,根据实 际的需要实现对家
居电子设备进行本地和远程两种方式的无线控制,本地控制是 指在本地通过互联网将控制指令传输给控制系统来实现各种家居电器的监控,远 程控制是指用计算机网络或手机将控制指令传输给控制系统来实现对各种家居电 器的远距离监控,这两种控制方式的结合将给我们的工作和生活带来极大的便捷, 是未来智能化家居生活发展的必然趋势。 ( 1)研究背景 智能家电是计算机技术、电子技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必 然结果。近年来随着信息化的普及应用,通讯的高层次化与自由化、业务量急速 增加,以及人类对工作、生活环境的安全性、效率性、舒适性要求的提高,对家 居智能化提出了强劲需求;此外在技术方面,由于电子 技术、计算机控制技术、 通信技术的飞速进步,也促进了智能家居的发展。目前通常把智能家居定义为利 用计算机技术和电子控制技术,通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种 子系统有机地结合的一个系统。也就是说,首先它们都要在一个家居中建立一个 通讯网络,为家庭信息提供所需的通路,在家庭网络操作系统的控制下,通过相 应的硬件和执行体系,实现对连接在家庭网络上的家电和设备的监控。其次,它 们要通过一定的系统界面平台,构成与外界的通讯通道,实现与家庭以外的网络 互通信息,实现远程控制、监视和交换信息的,最终满足人们对安全、舒适、方 便和符合绿色环境保护的越来越高的需求。进入 21 世纪,数字化技术取得了更加 迅猛的发展并日益渗透到各个领域。随着 Internet 网向普通家庭生活不断扩展,消 费电子、通讯、计算机一体化趋势日趋明显,智能化信息家电产品已经开始步入 社会和家庭。智能家居在我国已经历了 7 专业综合实训报告 2 佳木斯大学信息电子技术学院 年的发展。智能家居涉及不少行业领域: 电子、通信、计算机、自动控制、建筑装饰等,在实际需求确定中最重要的一点 不是智能化如何先进,产品如何高档,而是智能家居系统怎样与家居环境有机融 为一体。智能家居怎样做到实用、易用、人性化,真正提高人们的生活品质,才 是智能家居的发展方向。 ( 2)国内、外智能家居的发展与现状 早在 1979 年,美国斯坦福研究所就提出了在建筑物内将家用电器、电器设备的控 制线统一为家庭总线的概念。之后,在美国成立了现代住宅研究会,专门从事这 一顿域的研究。 1983 年,美国电子工业协会开始制定家用电器的设计标准。 1984 年,第一幢智能建筑在美出现后,美国住宅建筑者协会成立了现代住宅开发公司, 开始有关基础性研究工作,并在 1989 年推出了将电力供应、空调控制和数据通信 合成一个整体的布线系统示范单元。在这期间,智能住宅的概念在欧美等发达国 家得到了广泛的认同和发展。欧洲在 1985 年把集成化的家居系统研究列为尤利龙 计划,大力进行该方面的研究。在上世纪 80 年代,欧洲电器标准化委员会制定了 家用数字总线标准,进一步规划了智能住宅的技术标准。 在东南亚,新加坡的智能建筑技术研究处于领先水平,如宝德胜家庭智能化系统, 已经用于 30 多个住宅小区。在“亚洲家庭电器与电子消费品国展览会”上展示的 “未来之家”,其智能品质受到人们的普遍关注。由于我国的房地产,自动化技 术等起步较晚,对智能住宅的研究刚刚起步,但己经引起了有关部门的高度重视。 有关机构统计表明,全球家庭智能化市场的年平均增长率为 8%,家庭网络市场总 额为 57 亿美元, 智能家居产品销售额达到 140 亿美元。 为了抢夺这块 “蛋糕” .国 内众多企业纷纷试水该产业,包括 TCL 、海尔、清华同方等大型企业利用品牌优 势系入该产业,而数干家中小企业也一日益成为行业中的生力军。业界人士认为, 制约该产业发展有“三道坎”:一是由于智能家居产业国家还没有统一的行业标 准,很多中小企业各自为政,相互间的产品不具兼容性;第二,由于技术人员投 有做深入的市场调查,开发出的产品虽然技术上具有先进性,但实用性差,操作 复杂,与市场需求脱节:第三,由于技术上需要投入大量研发资金,一些中 小企 业没有能力持续创新,更难形成规模生产,造成产品价格居高不下。总的来说, 我国智能家居信息化有着广泛的市场前景,研究适合于中国国情的智能家居系统 必然有着巨大的市场前景。 ( 3)系统的需求分析 经过前几年各商家、媒体对家居智能化概念性的宣抟,现在消费者对智能家居产 品已经不断熟悉。有关调查显示,消费者已经接受了智能家居这一产品的概念且 有购买意向。而在家电控制产品价格方面绝大多数的消费者的承受价位在 5000 元 以内,近 l /3的消费者承受价位在 2000 元以下。然而时至今日,国内厂家自行研 制、开发的智能家居产品不太成熟,而有 一些国外的知名品牌由于价格太高,无 法满足国内市场的需求。所以智能化家居产品的确蕴涵了无限商机。但是要真正 挖掘如此大的市场,则需要研究消费者的深层需求哪。嵌入式技术在最近几年得 专业综合实训报告 3 佳木斯大学信息电子技术学院 到了广泛的发展。嵌入式处理器的性能得到了显著的提高,这就为以嵌入式为基 础的智能化家居系统的发展奠定了硬件基础,使较复杂的检测和识别算法在系统 中得到应用。在软件方面,出现了丰富的支持嵌入式设备的软件,使嵌入式系统 的开发的难度降低。出现了大量专注于嵌入式的企业,使嵌入式开发中能得到良 好的技术支持。同时智能化家居的概念也更加明确。相关的智能化 技术得到了显 著的发展,使开发能获得大量先进的资料。随着互联网技术的发展,宽带网络在 全国范围内迅速扩展。许多新建住宅小区都将以太网铺设到了用户家庭,使得整 个小区的居民通过以太网实现宽带上两成为可能。同时,随着社区服务的完善。 智能小区需要通过一个安装在每个家庭的终端设备实现信息发布、物业管理、三 表传送、紧急求助等功能。以往,这样的信息终端和社区服务中心通过铺设专线, 如 485 总线来进行连接,工程量大,故障率高,且由于只能采取主机轮循方式而 效率较低。如果能够利用已经铺设到用户家庭的、现成的、稳定的以太网络组建 社区综合服务体系是一项非常有意义的事情。而目前基于以太网的信息终端通常 采用 32bit 的微处理器和 Linux 等通用操作系统,这种结构开发周期短、功能强、 信息交换速率高、但致命的是成本太高,这也是一直在国内无法推广的主要问题。 因此,向智能小区的每个住宅提供一个基于 16/32 位 MCU 连接以太网的低成本信 息终端。不仅具有实用价值,而且市场前景也相当广阔。
2. 无线智能家居控制系统总体结构及功能
设计中提出的基于 ARM9 的无线智能家居控制系统主要包括 ARM9 核心控制 模块,无线通信模块、 LCD 触摸屏模块和家居电器,另外还有传感检测,语音报
图 1 结构模型图 ARM 为整个系统的控制核心, 通过 GPRS 和 ZigBee 无线通信网络的收发控制指令
实现对家居电器进行综合监控,同时提供防火墙的功能,阻止外界对家庭内部设 备的攻击和非法访问。无线通信模块分为本地和远程两部分,本地通信主要通过 新型的 ZigBee 无线通信技术实现系统与家居电器的通信,达到对其控制;远程通 信是利用
手机通过 GPRS 通信网络或利用计算机通过互联网实现人与控制系统的 通信,进而达到对家居电器的远程监控。采用无线通信技术省去了布线使家居布 局更加灵活,远程控制使家居电器工作更加贴近人们的工作和生活要求。 ( 1)智能家居控制系统的具体功能包括: 专业综合实训报告 4 佳木斯大学信息电子技术学院 家居电器综合监控:对所控制的家居电器 进行开关、工作参数的设置和工作 状态的检测。 安全防盗:家居中的所有与控制系统连接的电器设备均可实现与主人通信, 一旦盗贼对某设备进行操作,或某设备工作状态异常时,系统将立即通知主人, 以达到安全和防盗的目的。 自动报警:当检测到家居环境的温度、湿度、煤气、烟气等超标,或检测到有陌 生人强行开启室门或进入室内时就自动报警,告知居室主人。 室内环境信息采集:采集家居环境的温度、湿度信息和煤气、烟气等有毒气 体的检测。 远程控制:用户远程可以通过手机短息或互联网对家居电器进行控制或工作 状况查询。 本地控制:用户在本地可通过计算机或家居电器本身的操作键对家居电器进 行监控。 ( 2)系统硬件实现 系统硬件主要由 ARM9 微处理器、 ZigBee 通信技术、 GPRS 通信网络、 LCD 触摸屏、语音报警和电源等模块组成。 ① ARM9 微处理器 微处理器我们采用三星公司的 ARM9(S3C2440) 。 S3C2440 是一款高性能 32 位的 RISC 微处理器 , 采用了 ARM920T 内核, 0.13um 的 CMOS 标准宏单元和存储 器单元 ,最 高主 频可 以达到 400MHz ,提 供多款 液晶 屏配 置。 ARM920T 实现了 MMU ,AMBA BUS 和 Harvard 高速缓冲体系结构,这一结构具有独立的 16Kb 指 令 Cache 和 16Kb 数据 Cache ,每个都是由具有 8 字长的行组成。通过提供一套完 整的通用系统外设,无需配置额外的组件从而减少整体系统成本,为手持设备和 一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。 应用范围: ARM9 处理器是多种应用中先进数字产品的核心 ARM9 系列处理 器可为要求苛刻、 成本敏感的嵌入式应用提供可靠的高性能和灵活性。 丰富的 DSP 扩展使 SoC 设计不再需要单独的 DSP。此外, PPA 特别适合各种应用。 消费品智能手机、 PDA 、机顶盒、 PMP 、电子玩具、数码相机、数码摄像机等。 联网无线局域网、 802.11 、蓝牙、 Firewire 、 SCSI 、 2.5G/3G 基带等。汽车,电力 火车、 ABS 、车身系统、导航、信息娱乐等。嵌入式 USB 控制器、蓝牙控制器、