智能家居系统的设计

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随着社会经济水平的发展,现在人们生活追求个性化、自动化,追求快节奏,追求充满乐趣的生活方式,生活家居要求一种人性化、智能化。特别是计算机技术、网络通信技术、信息控制技术的迅猛发展与提高,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,智能化家居这种形势下应运而生。智能家居的日渐兴起给人们的家居生活带来了全新的感受,家居智能化成为一种趋势。  智能家居系统就是将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置,通过家庭通信网络连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都可以通过家庭服务器来实现。  但是,智能家居在我国的发展在现阶段遇到了三个大问题:系统复杂、价格昂贵、不切实际。因此,很难被寻常百姓接受。  另一方面随着互联网信息技术和自动化技术的迅速发展,不同平台的计算机信息互通已经成为信息技术发展的方向,并且这一趋势在电子技术特别是消费类电子技术领域非常明显,很多传统的应用因为有了通讯和自动化技术的支持焕发了新的生机。  基于此,本文提出了基于以太网和嵌入式技术的智能家居系统整体设计方案。本文分析和研究了网络控制系统、嵌入式技术和智能家居系统的现状,网络控制系统的结构特征,以及嵌入式系统开发的基本方法,对智能家居系统的应用需求进行了较为全面的分析,规划了智能家居系统的整体网络模型,并设计了智能家居系统的控制中心的功能与通讯模型以及布控点即各信息家电的通讯模型及实施方案。智能家居系统的控制器采用基于ARMv5TE的INTEL XSCALE系列处理器的PXA255为核心,利用其强大的实时处理能力和众多外设接口实现对下位设备的控制,同时利用EVA_C210实现与以太网的连接。软件开发上选用了源代码开放的嵌入式LINUX操作系统作为内核并采用交叉编译开发环境。通过其丰富的外设接口支持和以太网的支持,可以为外设执行机构、传感器等设备和远程主机之间实现高速可靠的数据通信,实现分布式处理。采用BOA进行动态WEB页发布,通过表单的形式获取用户的设置参数,将其参数存入数据库文件采用TCP/IP协议与布控点通讯,实现控制指令的传递。  布控点的控制模块采用了较为简单的8位MCU,并进行硬件扩展使其支持TCP/IP协议和以太网。布控点模块的网络工作模式,采用基于流的套接字,并工作于客户机模式。TCP/IP协议采用经过裁剪的ZLIP实现通过A/D器件和开关量采集原件实现对环境参数的采集。  本系统实现了以太网为基础的控制网络,采用ARM LINUX开发模式,具有良好的软件支持和可移植性,智能控制中心脱离了pc机,具有了更强的通用价值,实现了8位MCU上运行TCP/IP协议,低成本实现了布控点控制模块的网络通讯功能。
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