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2019年第16期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用基于ARM的HDLC协议通信控制器设计与实现何 非（民航云南空管分局 技术保障部，云南 昆明 650000）摘 要：笔者采用ST公司ARM处理器STM32F103RCT6处理器，通过软件方式实现了使用高级数据链路控制（HDLC）协议封装的雷达数据报文在异步串口、以太网、USB等多种接口之间的数据双向传输。
该控制器的硬件成本低、接口丰富、使用灵活，能够满足民航空管系统雷达信号的通信需求。
关键词：高级数据链路控制；ARM；雷达数据处理中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）16-075-03Design and Implementation of HDLC Protocol Communication ControllerBased on ARMHe Fei(Yunnan ATM Sub-bureau, CAAC, Kunming Yunnan 650000, China)Abstract: In this paper, STM32F103RCT6 processor, an ARM processor of ST company, is used to realize bidirectional data transmission between asynchronous serial port, ethernet, USB and other interfaces of radar data message encapsulated by HDLC protocol through software. The hardware cost of the controller is low, the interface is rich, and the use is flexible. The performance of the controller meets the communication requirements of the radar signal of the civil aviation air traffic control system.Key words: Advanced Data Link Control; ARM; Radar Data Processing0 引言高级数据链路控制（High-Level Data Link Control，HDLC）是一个在同步网上面向Bit位的数据链路层协议，具有透明传输、可靠性高、传输效率高等特点，可以实现点到点或者点到多点的数据传输，在民航空管系统使用的雷达信号通常采用HDLC协议进行传输。
湖南文理学院课程设计报告课程名称：嵌入式系统课程设计专业班级：自动化10102班学号（2位）学生姓名：指导教师：完成时间: 2013年7 月1 日报告成绩:湖南文理学院制摘要 (III)一、设计题目 (7)二、设计要求 (7)三、设计的作用目的 (7)四、智能车载终端总体设计 (7)4.1主要模块基本功能介绍 (9)4。
2 模块选型 (10)4。
2.1 GPS模块 (10)4.2。
2 GPRS模块 (10)4。
2.3 语音模块 (11)4。
2。
4 液晶显示 (11)五、系统硬件设计 (12)5。
1 ARM微控制器模块 (12)5。
2时钟及复位电路 (13)5。
3 FLASH 存储器电路设计 (13)5.4 GPS模块电路设计 (14)5.5 GPRS模块电路设计 (15)六、系统软件设计 (15)6.1嵌入式操作系统的选型 (15)6。
2 配置编译内核 (16)6。
3嵌入式引导程序移植 (16)6。
4应用软件的设计 (17)6。
4。
1 Linux 下的串口编程 (17)6.4。
2 Linux 下的网络编程 (19)6。
4.3 Linux 下的多线程编程 (19)6.4。
4 各模块协作示意图 (20)七、系统调试应注意的问题 (21)八、设计总结 (21)九、参考文献 (22)摘要近年来,随着我国经济的快速发展，我国城市人口规模不断扩大，汽车保有量也逐步增长。
由此引发的城市交通问题越来越突出,如交通拥挤、交通堵塞、噪音污染、废气污染等，严重影响城市的可持续发展和居民的正常生活。
大力发展城市公共交通势在必行.智能公交系统是现代控制技术、定位技术和无线通信技术等多种技术的有机结合，它的建设可以改善公交公司的企业管理方式，提高公交系统的运营效率和服务水平,是旨在解决城市交通问题的一项根本性方案。
GPS是由美国建立的新一代卫星导航与定位系统，具有全球性、全天候、陆海空全能等特点,特别适用于交通运输行业，配合中国移动稳定可靠、覆盖面广、数据传输速度极快的GPRS网络作为信息传输的媒介，以GPS、GPRS为主要技术的智能公交系统较以往利用射频、数传电台技术方式建造的公交系统具有更加稳定、实时性更高等特点,是当前智能公交系统设计的理想方案。
实验指导书（实验）课程名称：基于STM32的嵌入式系统设计实验实验一电路板焊接与调试-•实验简介完成实验板上部分兀件的焊接，焊接完成后进行基本测试。
实验目的及原理掌握STM32F103实验板的基本原理，掌握焊接电路板的基本技能，掌握下载测试程序的基本方法。
原理：详细内容参考教材《基于STM32的嵌入式系统原理与设计》MCU和周边电路如图为MCU及其周边电路。
图1 MCU及其周边电路1. 唤醒电路，高有效，不按时接220K 电阻下拉。
2. 复位电路，低有效。
带RC 启动复位。
3. 配置启动，用跳线选择B00T1和BOOTO 接高电平或低电平。
4. 高速晶振电路，采用8M 晶振，在STM32内部倍频为72M 。
5. AD 参考电路，采用LC 滤波，可跳线选择直接接VCC 或通过TL431稳压电路产生的参考电压。
6. 后备电池。
可通过跳线选择直接接VCC 或电池。
7. AD 输入，可选择使用RC 滤波，共8路。
&低速晶振电路，选用32. 768kHz 晶振，为产生准确的串口波特率。
USB 转串口电路USB 转串口电路可以方便没有串口的笔记本电脑用户通过USB 接口下载代码到FLASH 中，及进行RS232串行通信。
USB 转串口芯片是CP2102,该芯片稳定性较好。
当其正常工作的时候，灯LED6亮。
该 芯片DP/D+引脚连MINI USB 接口的脚3, DM/D-引脚连MINI USB 接口的脚2,为一对USB 输入输出线。
TXD 与 RXD 引脚接 MCU 的 PA10 (USART1_RX)和 PA9 (USART1_TX)。
I2C 接口电路Jusbm USB图2 USB 转串口接口电路14NCNCNCNCNCNCNCONS.LO(一XE- (一ON 二 N (INHdsfls 二N 二一二乂ON本书选择的EEPROM 是AT24C02是256字节的电可擦出PROM,通过I2C 协议与STM32 进行通信，连接十分简单。
基于STM32智能家居毕业论文摘要智能家居是当今社会的一个重要发展方向，它通过将各种设备连接到互联网，实现远程控制和智能化管理。
本文以STM32为硬件平台，设计并实现了一个基于STM32的智能家居系统。
该系统通过传感器采集环境信息，并通过无线通信将数据发送给服务器，最后利用手机App实现对家居设备的远程控制。
本文详细介绍了系统的架构设计、硬件设计和软件实现，并进行了实验验证和性能评估。
引言随着物联网和人工智能技术的快速发展，智能家居已经成为人们生活中的一部分。
智能家居可以提供更加舒适、便捷和安全的居住环境，减轻人们的生活压力。
目前市面上已经有各种各样的智能家居产品，如智能灯具、智能空调、智能门锁等。
然而，大部分智能家居产品都是独立的，没有统一的标准和平台。
为了解决这个问题，本文设计了一个基于STM32的智能家居系统，通过将各种设备连接到互联网，实现了设备之间的互联互通。
硬件设计本文的智能家居系统基于STM32开发板和相关传感器、执行器组成。
其中包括温湿度传感器、光线传感器、烟雾传感器等用于采集环境信息的传感器，以及LED灯，继电器等用于控制家居设备的执行器。
这些传感器和执行器通过GPIO口与STM32开发板相连。
同时，系统还采用了ESP8266模块实现了与服务器的无线通信，用于发送采集的环境信息。
软件设计本文的智能家居系统使用了基于ARM Cortex-M系列的嵌入式操作系统——FreeRTOS。
FreeRTOS是一个开源的实时操作系统，具有小巧简单、高效稳定的特点，在嵌入式系统中得到了广泛应用。
系统的软件设计主要分为采集模块、控制模块和无线通信模块三部分。
采集模块通过读取传感器的数据，实现对环境信息的采集。
控制模块通过接收服务器或手机App发送的控制指令，对家居设备进行控制。
无线通信模块负责与服务器进行数据交互，实现远程控制和数据上传功能。
硬件实现本文的智能家居系统使用了STM32F103开发板作为主控制器，通过GPIO口与各个传感器和执行器相连。
嵌入式商用空调智能控制器的设计和实现的开题报告一、选题背景随着人们对舒适生活的要求不断提高，空调在家庭和商业场所中的应用越来越广泛。
根据中国家电协会空气调节器分会（CAA）公布的数据，2019年中国空调市场销售额达到了1.35万亿元，日益增长的市场需求也带动了空调智能化技术的发展。
目前市场上已经出现了一些智能空调产品，然而大多数产品只是单一的远程控制，功能较为单一，且定制化不够，很难满足商用空调复杂的使用需求。
因此，本项目旨在设计一款可嵌入式商用空调智能控制器，该控制器基于互联网物联网技术，能够具备多种功能和更高的定制化能力，提高商用空调的智能化程度，更好地满足用户需求。
二、选题意义本项目的实现，将具有以下重要意义：1. 促进空调智能化技术的发展：商用空调的智能化程度较低，本项目的实现可以促进商用空调智能化技术的发展，提高空调的使用效率，减少能源浪费。
2. 满足用户需求：商用空调使用场所多种多样，本项目的嵌入式商用空调智能控制器的设计能够灵活适应不同的现场情况，更好地满足用户需求。
3. 推动物联网技术的应用：本项目采用物联网技术，将智能控制器连接到云端，实现数据的远程收集和分析处理，推动物联网技术的应用和普及。
三、研究内容和研究方案1. 研究内容（1）商用空调系统的分析：对商用空调系统进行分析，了解其工作原理、控制策略及模式等。
（2）嵌入式系统的设计：设计嵌入式系统的硬件结构、选型计算平台，确定接口协议、指令集合。
（3）系统软件设计：设计系统的软件框架及核心算法，包括与云平台的交互、调度控制等。
（4）实验验证：基于实际商用空调系统进行实验验证，测试智能控制器的稳定性和性能指标。
2. 研究方案（1）商用空调系统的分析：对现有的商用空调系统进行调研和分析，确定数据交互协议和接口设计。
（2）嵌入式系统的设计：选型匹配的开发板，搭建硬件的开发环境，实现控制器的硬件接口设计。
（3）系统软件设计：采用 C++ 语言设计嵌入式软件，采用 TCP/IP 协议建立控制器与互联网之间的通信，同时开发智能化算法控制商用空调系统的运转。
智能化家庭电器控制系统设计与实现随着科技的飞速发展，智能化家居越来越受到人们的关注和青睐。
想象一下，当你在回家的路上，你可以通过手机APP打开电视、开启空调，还可以调整家中的灯光，而这一切都只需要轻轻一点，不需要你费力走到电器旁边按下按钮。
这样的便利是多么的让人向往！其实这一切都可以通过智能家电控制系统来实现。
接下来，本文将对智能化家电控制系统的设计和实现进行详细的探讨。
一、智能家电控制系统的工作原理首先，我们需要知道智能家电控制系统的工作原理。
智能家电控制系统的核心就是家庭自动化控制器，通过无线通信技术和家庭网络将控制器与各种智能家电设备相连接，便可以实现对这些设备的远程控制。
智能家电控制系统一般分为以下几个部分：硬件平台、应用软件、远程服务器等。
其中硬件平台包括控制器、智能家居设备、联网设备、无线通信模块等，控制器作为智能家电控制系统的大脑，负责接收用户的指令，并对智能家电进行控制。
应用软件则是连接用户和控制器的桥梁，用户通过应用软件的界面发送指令到控制器，控制器再将指令传输到智能家电，从而实现对智能家电设备的控制。
远程服务器也是智能家电控制系统不可或缺的部分。
通过远程服务器，用户可以实现对智能家电的远程控制，例如用户在公司、旅游等其它场所，都可以通过远程服务器来控制家中的智能家电设备，达到实现随时随地的控制的效果。
二、智能家电控制系统的需求分析在开始制定智能家电控制系统的设计方案之前，我们需要对用户的需求进行充分的分析。
智能家电控制系统的主要用户是普通家庭用户，那么我们需要进一步明确用户对智能家电控制系统的具体需求，以及智能家电控制系统应该具备怎样的特点，才能更好地满足用户的需要。
首先，用户对智能家电控制系统的需求是远程控制智能家电，随时随地的控制。
因此，智能家电控制系统应该支持远程控制，并能够方便地接受用户的指令。
其次，用户对智能家电控制系统的要求是易于操作，简单易懂。
由于智能家电控制系统适用于普通家庭用户，因此不能要求用户具备较高的技能水平，需要简化操作流程，降低使用难度。
第6期2024年3月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.6March,2024基金项目:国家级大学生创新创业训练一般项目;项目名称:基于ARM 的智能家居系统的设计和实现;项目编号:202310959025㊂安徽省大学生创新创业训练一般项目;项目名称:基于ARM 的智能家居系统的设计与系统;项目编号:S202210959050㊂作者简介:刘雨晴(2001 ),女,本科生;研究方向:通信工程㊂∗通信作者:洪宇(2002 ),男,本科生;研究方向:通信工程㊂基于ARM 的智能家居监控系统设计刘雨晴,洪㊀宇∗(安徽三联学院,安徽合肥230601)摘要:随着科学技术的快速发展以及人们经济收入的提高,人们的物质文化生活的需求也在日益增长㊂安全舒适的家居能够提高人们生活质量,智能家居的出现恰好满足这一需求㊂智能家居监控系统更是智能家居不可或缺的一部分㊂文章利用ARM 嵌入式技术设计了智能家居监控系统,打造更加便利的居住环境㊂关键词:智能家居;ARM ;视频监控;流程设计中图分类号:TP311.1㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀智能化家居提高了现代人的生活水平㊂传统的监控系统价格昂贵㊁功能差,无法满足现代化生活的需要㊂嵌入式网络视频监控系统具有体积小㊁功耗低㊁可靠性高等优势,被广泛应用于智能化家居的生活安防系统㊂家居的智能化主要通过设计家庭控制系统而实现,而家庭控制网络则是实现家居智能化控制的关键㊂因此本文基于ARM 嵌入式技术,设计了一套与智能家居相结合的嵌入式网络视频监控系统,实现了智能化家居控制系统的安全可靠运行㊂1㊀支持智能家居的无线通信㊀㊀无线宽带(Wireless Fidelity,Wi-Fi)是一种采用无线通信方式连接无线局域网技术的通信设备,主要工作在2.4GHz 和5GHz 的频段㊂在日常应用中,无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)又常被称作Wi-Fi,两者有区别但又密切相关,Wi-Fi 网络使用无线通信方式,无需繁杂的网络布线就能够实现部分区域网络的全覆盖,实现整个区域网络的数字化与无线化,使人们的生活变得更加方便与丰富[1]㊂目前,Wi-Fi 网络已被广泛应用于家庭㊁企业以及公众热点区域,实现用户终端设备的灵活接入㊂无线局域网借助无线通信技术,不同于传统有线局域网存在布线的问题,是计算机技术和无线通信技术相结合的成果㊂而Wi-Fi 作为无线局域网中常用的通信标准,是短距离无线技术,通常被应用于家庭以及各种办公场所,具有传输速度快㊁覆盖范围广㊁便利性好㊁成本低㊁可靠性高等优点,具有十分广阔的市场前景㊂随着Wi-Fi 技术的不断发展和完善,其组网方便㊁成本低廉㊁覆盖范围广和传输速率高等优势有效弥补了用户网络终端接入技术的缺陷㊂综合考虑系统的可靠性㊁传输能力㊁实时性㊁经济成本以及系统的可行性等因素,本文研究的智能家居监控系统采用Wi-Fi 无线通信技术,以满足智能家居监控系统的应用要求㊂2㊀嵌入式系统及其架构介绍㊀㊀嵌入式系统是一种以应用为中心㊁软硬件可裁剪㊁体积小㊁功耗低㊁具有很强专用性的计算机系统㊂嵌入式系统往往采用 软硬件同时设计 的设计方法,即在相同的开发环境和开发工具下进行软件和硬件的协同开发㊁设计以及综合验证等[2]㊂在目标应用系统的引导下,系统综合研究系统软件和硬件的功能,整合现有资源,同时设计出系统的软㊁硬件体系结构,并且合理地分配软㊁硬件功能,本文所提方案在最大程度上挖掘出系统的软㊁硬件能力,得到了高性能㊁低成本的设计方案㊂一个完整的嵌入式系统由中央处理单元(Central Process Unit,CPU)㊁外围硬件设备㊁操作系统㊁应用程序等部分组成㊂其中CPU 是整个嵌入式系统的核心部件,具有强大的处理能力和高集成度,CPU 包含运算器和控制器模块[3]㊂在CPU 基础上本文研究配置相应的外围电路,即可形成嵌入式最小系统㊂目前人们将一些常用的外围电路和应用器件集成在一块电路板上,形成能够满足一般用户需求的通用核心系统,便于人们进行学习和应用开发调试㊂待开发调试完成后,用户可以根据实际需要进行软硬件的剪裁,形成真正的嵌入式应用系统㊂嵌入式系统主要是由功能层㊁软件层㊁中间层㊁硬件层等组成,结构如图1所示㊂硬件层包含所有硬件资源;中间层用于帮助支持应用开发和工作软件,规范了软件对硬件的使用;软件层可以协调各个硬件模块的工作,合理调度系统资源,维护系统的正常运行;功能层是针对特定的应用领域,通过应用程序来实现用户的预期目标㊂㊀应用程序软件层文件系统图形用户接口任务管理实时操作系统(Real Time Operating System,RTOS)中间层BSP /HAL 硬件抽象包/板级支持包硬件层D /A 转换器A /D 转换器I /O 转换器嵌入式微处理器通用接口只读存储器(Read -Only Memory,ROM)同步动态随机存取内存(Synchronous DynamicRandom -Access Memory,SDRAM)人机交互接口嵌入式计算机系统图1㊀嵌入式系统结构㊀㊀目前,嵌入式系统被应用于工农业生产㊁日常生活㊁工业控制㊁航空航天等诸多领域㊂随着科学技术的快速发展,嵌入式系统不仅能够在这些领域中被深入应用,还可以在其他领域中日益显现其作用㊂早期的智能家居监控系统终端大多是由单片机进行控制的,存在扩展性不足和处理能力不高等缺点㊂嵌入式系统具有超强的网络功能处理能力,加上控制软件程序应用可实现新功能的增加和性能的大幅提升,进而形成一个完整的智能家居监控系统㊂3㊀监控系统主控模块㊀㊀智能家居视频监控系统的硬件部分由基于ARM 的嵌入式系统构成的视频监控前端和监控主机服务器2个部分组成㊂视频监控系统的前端主控模块由基于SAMSUNG 的S3C2440的ARM9核心模块和Micro2440软件开发工具包(Software Development Kit,SDK)开发板及VGA 显示卡构成㊂Micro2440开发板由Micro2440核心板和Micro2440SDK 底板组成,Micro2440核心板是以ARM9架构处理器为核心的最小系统板,具有最基本的系统配置㊂CPU 采用基于ARM 的ARM920T 处理器核的SAMSUNG S3C2440处理器[3]㊂控制器采用0.13μm 制造工艺的16/32bit 微控制器㊂所提方案在该处理器内部集成了丰富的资源㊂处理器核心板通过排线接口与SDK 底板连接,能够使用底板上扩展的各种接口,也可以根据应用要求实现更多的接口扩展㊂Micro2440开发板可支持ARM-Linux㊁WindowsCE5.0/6.0㊁uCos2㊁2440test 等程序,并为其提供完整的源代码包,拥有相应的编译开发工具,为用户提供良好的开发环境㊂利用相应的开发工具,所提方案能够实现智能家居监控系统各种功能控制软件的开发和运行㊂在实际应用中,如果需要设置本地视频数据存储,所提设计方案可以通过通用串行总线(UniversalSerial Bus,USB)接口连接外置大容量硬盘㊂此外,本系统在SDK 开发板上还配置了VGA 模块,通过VGA 接口可以直接连接显示器,实现本地系统监控设备㊂4㊀系统硬件的总体架构㊀㊀智能家居视频监控系统主要以视频监控综合平台为核心㊂文章主要讨论视频监控系统中基于ARM 嵌入式系统控制的前端部分㊂前端部分系统的硬件设计总体架构如图2所示㊂监控前端部分包括以ARM9为核心处理器的控制模块㊁视频采集和编解码单元以及本地存储器㊁有线和无线网络通信接口模块㊂本地存储器作为前端的视频信息缓存,主要用于平滑网络传输,避免网络繁忙造成视频监控系统数据丢失,其无需较大容量㊂监控数据可以根据设置和网络实际连接情况,选择采用有线或无线网络传输㊂因此,前端模块需要配置有线和无线网络接口[4]㊂根据需要,设计方案还可以在前端系统中设置简单的按键输入设备和显示设备㊂图2㊀前端部分系统的硬件设计总体架构智能家居视频监控系统前端模块对视频信号的主要处理过程包括摄像头视频信号采集的数字化转换㊁视频数据流的接入存储和初步处理㊁本地显示以及监控视频数据的上传㊂视频监控前端模块采集的监控视频数据流在经过初步处理后,还必须上传至系统视频服务器,实现集中存储和综合分析㊂前端模块配置有线网络接口和无线通信模块,以有线的以太网网络优先作为视频数据上传通道,Wi-Fi 无线通信方式作为备用上传通道㊂5㊀方案介绍5.1㊀主控模块㊀㊀主控模块是智能家居视频监控系统前端部分的核心,控制视频监控系统前端部分的运行,主控模块如图3所示㊂图3㊀主控模块5.2㊀工作流程㊀㊀在视频监控系统中,基于ARM 嵌入式系统控制的前端部分工作流程如下:数据采集ң编码压缩ң存储传输ң远程监控控制㊂(1)摄像头或摄像头模组:作为前端数据采集设备,用于拍摄实时的视频或图像㊂所采用的摄像头通常具有高分辨率㊁广角㊁自动对焦等功能,以适应不同监控场景的需求㊂(2)视频编码器:用于将摄像头采集的视频信号转换为数字信号,并进行压缩编码,以减小数据量并节省存储空间和带宽㊂常用的视频编码标准包括H.264㊁H.265等㊂(3)存储和传输:ARM 嵌入式系统可以将处理后的视频数据存储在本地存储设备(例如SD 卡)中,也可以通过网络传输到远程服务器或云端存储,这样用户就可以随时随地访问和管理视频数据㊂(4)远程监控与控制:通过网络连接,ARM 嵌入式系统可以与远程监控中心或者用户设备进行通信,实现㊀㊀远程监控和控制㊂用户可以通过手机㊁电脑等终端设备实时观看摄像头视频㊁回放录像㊁调整系统设置等㊂5.3㊀拟解决的问题㊀㊀从系统设计部分来看,智能家居监控系统没有应用其他的监控传感器,关于声㊁光㊁电等方面的告警无从得知㊂因条件有限,文章采用本地化部署监控服务器的方式进行视频监控,可扩展性较差㊂因此,未来研究将对系统的易拓展性进行进一步提升㊂6㊀结语㊀㊀智能家居视频监控系统利用现有的高科技技术,能够随时监控家居的生活情况㊂当发现家庭住宅或周围环境异常时,监控系统能够通过互联网终端㊁手机客户端等向用户及时报告问题或直接报警㊂用户还可利用智能家居的远程监控系统,通过手机㊁电脑等对智能家居设备进行进一步处理,保证家庭财产和人身安全㊂用户也可通过手机㊁电脑等查看家中各方位摄像头,了解家中门窗的安全情况以及家中成员的活动情况㊂智能家居视频监控系统能够惠利民生,存在较高的发展空间㊂如今,智能家居视频监控系统的需求日益增长,许多研究机构都在积极地开发研究,展开市场调研,希望能早日研制出更符合市场需求的监控系统㊂智能家居监控系统的进一步完善将继续推动相关软件市场的发展,未来,智能家居视频监控系统的使用势必更加普及㊂总体而言,智能家居监控系统的功能旨在提供全面保护并确保人员和财产的安全,增强居民的防范意识,从而营造出安全㊁健康㊁舒心的家居环境㊂参考文献[1]余胜贤.基于蓝牙Mesh 和Wi-Fi 的智能家居控制系统设计与实现[D ].杭州:杭州电子科技大学,2023.[2]尹虎,于娟,戚明珠.嵌入式系统在智能家居环境中的应用[J ].电子技术与软件工程,2022(15):29-32.[3]吕洪波,徐欣,王新超.嵌入式网络摄像机的研究与设计[J ].科技信息(学术研究),2007(27):226-227.[4]何鑫宇.基于ARM 的智能家居监控系统的设计与实现[D ].南京:南京邮电大学,2022.(编辑㊀沈㊀强)Design of smart home furnishing monitoring system based on ARMLiu Yuqing Hong Yu ∗Anhui Sanlian University Heifei 230601 ChinaAbstract With the rapid development of science and technology and the increase of people s economic income people s material and cultural life demand is also increasing.Safe and comfortable home furnishing can improve people s quality of life the emergence of smart home furnishing just can meet this demand.Smart home monitoring system is only an indispensable part of the smart home furnishing.This paper uses ARM embedded technology to design the smart home furnishing monitoring system to create a more convenient living environment.Key words。
嵌入式智能小车的设计与实现梁明亮;孙逸洁【摘要】@@%本文设计一种基于ARM和AVR单片机嵌入式控制技术的智能小车.介绍了智能小车的系统方案、硬件设计和软件设计.主控器以ARM9系列S3C2440A为处理器,电机驱动器以AVR单片机ATmega16L为处理器,实现小车的速度和转向控制；ARM9采用Linux操作系统,AVR单片机采用基于PID算法的C语言编程.整机调试和运行表明,智能小车实现了自动寻迹、智能避障、温度探测、图像采集、无线通信等功能,非常适用于工业厂矿相关数据采集和自动探测.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2012(034)022【总页数】4页(P87-89,94)【关键词】智能小车;自动探测;嵌入式;S3C2440A;PID【作者】梁明亮;孙逸洁【作者单位】郑州铁路职业技术学院,郑州450052;郑州铁路职业技术学院,郑州450052【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言智能机器人已经广泛用于工业、军事、交通运输、航天航空等领域。
智能小车是机器人研究领域的一项重要内容和基础，在移动方式上以轮式移动最为常见；在控制技术方面，嵌入式技术依靠其功能强、成本低、可裁减等优点，适应了工业自动化的发展要求，能很好地胜任系统的控制要求和工作任务。
1 总体方案设计如图1所示为智能小车系统设计框图，以嵌入式为主要控制技术，由S3C2440A主控制器、红外线寻迹模块、传感器探测模块、驱动电路、直流电机、行走机构和电源等部分组成。
图1 系统总体设计框图系统主处理器为S3C2440A，控制软件基于ARM9嵌入式环境设计，在移植Linux操作系统的基础上，基于C语言进行程序开发。
红外线寻迹模块使用反射式红外线采集路面信息,寻迹信号传送给S3C2440A主控制器，实现对黑线或白线的寻迹。
CMOS摄像头用于图像的采集，S3C2440A收到图像信息后，进行图像分析、处理，通过无线网卡完成图像的远程传送、标志物形状和颜色的识别。
《基于STM32的智能家居控制系统的设计与开发》篇一一、引言随着科技的发展，智能家居已经成为人们生活的一部分。
它结合了先进的计算机、网络、通讯及嵌入式系统等技术，通过集中控制和远程管理实现对家庭设备的智能化管理。
STM32作为一款高效的微控制器，具有高性价比和高度集成的特性，为智能家居控制系统提供了理想的技术支持。
本文旨在设计并开发一种基于STM32的智能家居控制系统，实现设备的便捷管理和智能化控制。
二、系统概述基于STM32的智能家居控制系统，由中央控制单元（STM32微控制器）、多个智能家居设备、传感器、以及与互联网连接进行远程管理的功能组成。
其中，STM32微控制器负责设备之间的协调与通信，家居设备与传感器负责采集与处理数据，通过互联网与中央控制系统实现信息共享与交互。
三、硬件设计1. 中央控制单元设计本系统以STM32微控制器为核心，实现系统的中央控制。
通过编程控制智能家居设备的开关、亮度调节等操作。
同时，STM32微控制器通过传感器实时监测家庭环境数据，如温度、湿度等，并据此调整智能家居设备的运行状态。
2. 智能家居设备设计智能家居设备包括照明设备、空调、电视等家电设备。
这些设备通过STM32微控制器的控制，实现智能化的开关、调节等功能。
此外，设备还配备有传感器，如光敏传感器、温度传感器等，实时监测环境数据并反馈给STM32微控制器。
四、软件设计1. 操作系统与编程语言本系统采用嵌入式操作系统，如RT-Thread等，为STM32微控制器提供强大的软件支持。
编程语言采用C语言，具有高效、稳定的特点。
2. 程序架构与功能模块程序架构采用模块化设计，包括主程序模块、通信模块、设备控制模块、传感器数据处理模块等。
主程序模块负责整体控制，通信模块负责设备之间的数据传输，设备控制模块负责家居设备的开关、调节等操作，传感器数据处理模块负责采集并处理环境数据。
五、系统功能与特点1. 功能特点本系统可实现智能家居设备的集中控制和远程管理。
基于ARM嵌入式智能控制器的设计与实
现
基于ARM嵌入式智能控制器的设计与实现
类别：嵌入式系统
0 背景利用嵌入式技术，给工业系统安装智能控制器，对其进行在线监控和检测，就能及时发现故障并处理，从而不但保证工业系统始终处于良好的运行状态，同时也减轻值机维护人员的负担。
面向工业应用的智能控制系统一般包括如下功能：多路模拟量和开关量的实时采集并显示、通过控制器或上位机进行启停等命令控制、工作状态采集并记录、数据上传、故障记录并报警、历史数据保存、定时开关机等，同时还应具有网络数据传输与控制和软件升级功能。
传统的智能控制器一般多采用8位单片机实现，但随着实际功能复杂度的增加，尤其是实现大量数据采集和保存、彩色图形交互和网络通信等，单片机已很难满足实时控制的要求。
因此，采用32位ARM处理器来实现的方案是较为理想的选择。
1 智能控制器硬件平台根据功能需求，系统主控芯片采用S3C44B0X。
该处理器是基于ARM7TDMI内核SOC芯片，片内集成LCD控制器、SDRAM控制器、RTC、UART和ADC等模块，这为硬件系统的设计带来方便同时也提供系统可靠性。
除此之外，硬件上还需扩展存储系统、键盘液晶、CPLD芯片、串口通信、网卡通信等模块。
存储系统选用较大容量的Nor Flash来存放代码和工作过程中需记录的数据。
LCD采用320×240的STN 彩色液晶屏幕，模拟量数据采集采用内部ADC和外扩多路选择器，开关量采集与控制采用CPLD芯片来实现I/O口的扩展。
系统硬件总体框图如图1所示：2 智能控制器软件总体方案概述智能控制器软件部分主要包括启动模块、系统初始化模块实时时钟显示、IIC键盘、串口通信、液晶显示、网络通信、数据采集及控制、数据保存及故障记录和自动升级等模块.软件系统流程图见图2。
3 软件主要设计方法 3.1 IIC键盘和开关量处理本系统采用一片CPLD来扩展I/O端口，并利用S3C44B0X处理器的PF1和PF5等IO端口来模拟IIC协议完成数据通信。
首先使用vhdl硬件描述语言设计IIC协议的硬件电路，并下载到CPLD芯片中，主要完成对外部端口的输入采集和输出控制以及与主处理器的通信。
按照此协议标准，编写数据传输的启动停止、数据接收发送以及确认位接收等子程序。
调试时应注意SDA和SCL信号的时序关系。
由于此种方式下处理器只能通过查询方式才能判断是否有键按下，因此本设计采用定时器定时几毫秒来读IIC接口片内数据，主程序判断按键标记。
此外，系统的32路开关量实时控制也是通过此接口来实现。
3.2 GUI显示良好的人机交互设计给系统的操作带来方便。
嵌入式系统中的GUI设计应综合考虑代码占用的资源、GUI响应的速度和易于使用三个因素。
若移植成熟的GUI 源码，占用资源太大，响应速度相对较慢，本设计采用面向对象的设计方法，合理的定义了一些数据结构，使得图形化显示既满足要求，又具有良好的扩展性。
依据人机界面设计的具体要求，分析显示数据的特点，为方便参数的
显示和处理我们定义了一系列的数据结构，从而使得系统的显示和修改异常方便。
首先确定系统需要多少个窗口，每个窗口有多少个菜单，画出窗口之间的变迁图，可以知道所有的窗口应当组成一个树形结构。
主要的数据结构如图3-6所示。
软件设计时，首先按照定义的数据结构定义每屏的显示数据和窗口处理函数，当有键按下时，系统依据当前键值、当前窗口号和当前光标确定系统按键后的新窗口号和当前光标，然后根据窗口号和光标从该窗口的数据区中取出将要显示的数据给窗口缓冲区，液晶显示的界面就是从窗口缓冲区中将数据直接取出并显示。
依据显示窗口中数据处理的行为，可把显示方法分为两种。
一种是利用上述的显示方法，具有良好的统一性，另一种的单独处理。
因为在显示的各个界面中，有些界面数据处理特别少，有些处理特别多，比如参数修改窗口界面，此时需要把这些窗口独立出来单独处理。
当按键调用此窗口时，系统调用此窗口的专用窗口处理函数来处理，直到检测到退出此窗口的消息时，才结束此操作，调用另外模块。
在实际工程中，合理利用这两种显示方法对于复杂行为的人机交互的处理带来方便。
一般是系统的主要顶级窗口显示使用统一显示，而叶子窗口使用单独处理较好。
3.3 数据采集及控制模拟量数据采集主要含有采集算法和数据处理两部分。
为了确保采集的正确性，本文采用中位值平均滤波方法。
采集的数据多达32路，而且被系统频繁执行，因此好的设计结构至关重要。
在综合权衡多路开关切换时间、启动转换切换时间和数据转换时间后，采用一路采集多次方法。
采集模块在启动当前路模数转换的同时，对前一路的采集进行滤波处理并保存显示，这样节约了采集模块所用的时间。
3.4 网络通信模块网络通信主要完成网卡芯片的初始化、数据的收发以及网络协议栈的移植。
本系统网卡芯片RTL8019AS内含16KRAM，用作发送和接收缓冲区。
当有数据过来，通过本地DMA将数据从网线拷贝到网卡接收缓冲区，当缓冲区满时，再通过远程DMA将数据拷贝到内存供处理器处理。
网卡芯片的驱动程序主要通过对网卡芯片内部一系列寄存器的配置来实现网卡的复位、物理地址配置、读写缓冲区指针的配置和数据收发配置等。
编写程序过程中应熟悉网卡芯片前32个地址空间的所完成的功能和操作方法，从而使网卡能正常工作。
当完成了驱动程序后，就需要移植TCP/IP 协议栈。
在熟悉ARP、IP、ICMP、TCP、UDP、TELNET等协议以及各种公开源码的协议栈的基础上，本文选用代码小、效率高的uIP协议栈。
在调试的过程中，依据网络原理的分层结构以及网络数据传输的打包和解程，一层一层的调试，并用VC编写一些网络截包程序和收发程序来联合调试，确保数据在传输过程中收发正常并按正确的方式流动。
此外，调试过程应注意数据宽度以及边界对齐问题，否则数据将不能正确收发。
4 小结本智能控制器的设计不仅完成了基本的人机界面和输入输出操作，而且具有良好的通信、数据查询、自动升级、自动开关机、数据自动记录、故障自动记录到片内FLASH以及故障数据向上位机传输等功能。
经过反复测试与实验，各项性能均满足要求。
