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基于ARM的智能家居远程控制系统 本科.doc
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基于ARM的智能家居远程控制系统 本科.doc
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摘 要
2l 世纪是“信息世纪",随着人们生活水平的不断进步,对于家居环境要求
也日益增高。如何将信息产业的最新成果,应用于构建一个舒适和谐的家居环境,
已日益引起人们的关注和重视。智能家居系统可以将相对独立的电器产品“智能
"地连接在一起,提供全方位信息交换功能,帮助家庭内部及外部实现信息畅通,
从而优化生活环境,提高生活质量。该设计是一种基于 GPRS 网络的以 ARM 和
嵌入式 Linux 操作系统为基础的家庭网关无线接入方案,能通过手机短信息对控
制节点进行远程控制。 智能家居远程控制系统的核心部分是一个嵌入式服务器,
系统通过环境采集模块获取家居环境,通过 GPRS 网将获取的信息发送到用户手
机,最后用户发送控制信息,经 ARM 微处理器处理后转由红外线控制各家用电
器集;系统带有键盘,具有良好的人机界面;用户还可以通过键盘来设定系统的
任务;系统留有丰富的功能扩展接口。本系统基于 B/S 结构,具有软硬件资源
丰富,成本低,功耗小,便于扩展,升级及维护等优点,具有一定实用价值。
关键词:智能家居;ARM 嵌入式;Linux 系统;GPRS 技术;红外线
Abstract
The 21 st century is the”information century”,with the development of people’
S living standard , the requirement of home environment is also increaSing . It
hasdrawn more and more attention to build a harmonious and comfortable
horneenvironment , using the latest achievement in the information industry . The
design is based on GPRS network to ARM and embedded Linux operating
system-based home gateway wireless access solutions through mobile phone short
message to the control node for remote control. Smart home remote control system is
the core of an embedded server system through the acquisition module for the home
environment the environment, through the GPRS network will get the information
sent to mobile phone users, end-user to send control information processed by the
switch from the ARM microprocessor set of infrared control the household appliances;
System with a keyboard, a good man-machine interface; Users can also configure the
system through the keyboard to the task; system left a rich extensions interface. The
system is based on B / S structure, with software and hardware resource-rich low
cost,power consumption,easy to expand, upgrade and maintenance, etc., has some
practical value.
Keywords : Smart Home ; ARM Embedded ; Linux System ; GPRS
technology;Infrared
目 录
摘 要......................................................................................................................................................I
ABSTRACT ........................................................................................................................................II
第 1 章 绪 论..................................................................................................................................1
1.1 智能家居的背景............................................................................................................................1
1.2 智能家居的发展与现状 ...............................................................................................................1
1.2.1 智能家居的发展与现状........................................................................................................1
1.2.2 国外智能家居的发展与现状 ..............................................................................................2
1.2.3 国内智能家居的发展与现状 ..............................................................................................3
第 2 章 总体设计方案 ...................................................................................................................4
2.1 系统控制器设计方案的对比选择 ..............................................................................................4
2.2 方案的简介 ....................................................................................................................................5
2.3 系统关键模块的选用...................................................................................................................6
2.3.1 微处理器的选择 ...................................................................................................................6
2.3.2 环境模块的选择 ...................................................................................................................7
2.3.3 系统通信方式的选择............................................................................................................8
第 3 章 硬件电路设计 ...................................................................................................................9
3.1 PC2138 概述 ..................................................................................................................................9
3.2 控制系统主电源设计.................................................................................................................12
3.3 外围电路的设计.........................................................................................................................12
3.4 环境采集模块电路设计 ............................................................................................................16
3.5 红外遥控电路的设计.................................................................................................................17
3.5.1 通用遥控编解码/译码电路 ...............................................................................................17
3.5.2 红外遥控电路系统框图.....................................................................................................18
3.5.3 红外遥控发射电路 .............................................................................................................19
3.5.4 红外遥控接收电路 .............................................................................................................20
3.6 GPRS 模块 ...................................................................................................................................21
第 4 章 软件设计...........................................................................................................................24
4.1 系统控制中心的软件设计 .....................................................................................................24
4.1.1 系统软件设计 ...............................................................................................................24
4.1.2 驱动程序的移植及设计.....................................................................................................24
4.1.3 嵌入式数据库的选择及移植 ............................................................................................25
4.2 应用软件设计 .............................................................................................................................26
4.3 串行口子程序 .............................................................................................................................27
4.4 DS18B20 温度传感器程序设计................................................................................................28
4.4.1 DS18B20 初始化 .................................................................................................................28
4.4.2 DS18B20 读操作 .................................................................................................................29
4.5 QT 图形界面设计 ........................................................................................................................30
4.5.1 搭建 Qt 开发环境 ...............................................................................................................30
4.5.2 设计用户界面 .....................................................................................................................31
结束语 ...................................................................................................................................................32
参考文献 ..............................................................................................................................................33
致 谢 ...................................................................................................................................................35
附录........................................................................................................................................................36
附录 A.................................................................................................................................................36
附录 B .................................................................................................................................................37
第 1 章 绪 论
1.1 智能家居的背景
现代人在一天紧张工作学习后,都想回家享受舒适温馨的欢乐时光。试想一
下,当我们拖着疲惫的身体回到家门前,电子门卫识别到我们的脸部将门锁打开,
免除翻包找钥匙的麻烦。随后是安防系统自动解除室内警戒,照明系统会根据室
内的光线,控制电灯的亮暗。空调系统会将室内温度控制在舒适状态。电冰箱会
根据里面储藏的食物以及主人饮食的习惯,建议出晚餐的菜式。
让先进的智能电子技术融入家居生活中,将有效地提高人们的工作效率、生
活质量、家居安全、休闲娱乐。目前,智能家居系统是以计算机技术、综合布线
技术、自动化控制技术、通信网络技术、安全防范技术、监测监控技术、视频技
术、音频技术等综合应用。以往的住宅和建筑里面的电器、照明系统、通信设备、
安防设备都是独立工作。智能家居系统通过主控制器能够将分散在家中的电子电
器设备互联一起,实现家居智能化。
同时,智能家居产品需要充分考虑系统的稳定性、安全性、实用性、兼容性、
扩展性、美观性和高性价比,以满足各个用户的要求。
(1)稳定性:智能家居的稳定性主要依靠主控制器的运作,因此,对于主控
制器的硬件及软件设计要求相当高。
(2)安全性:智能家居系统的安全性关乎我们的财产、私隐安全,主要体现
在数据加密技术、信息存储技术。
(3)兼容性:由于家用电器制造商有各自的生产标准,因此要求智能系统具
备“学习”功能,适应对不同品牌的电器进行控制。如自动匹配红外设备、无线
设备的遥控。
1.2 智能家居的发展与现状
1.2.1 智能家居的发展与现状
智能家居是指利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术,将与
家居有关的各种子系统有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、
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