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《嵌入式单片机智能家居系统》.doc
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江苏省扬州技师学院技师毕业论文
第 1 页 共 33 页
目 录
摘
要 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · 1
一 . 绪
论 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2
1.1 智 能 家 居 及 其 发 展 趋
势 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · 2
1.2 嵌 入 式 系 统 与 智 能 家
居 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · 2
1.3 智 能 家 居 控 制 系 统 功
能 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · 4
1.3.1 家 庭 设 备 自 动 监
控 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · 5
1.3.2 家 庭 安 全 防
范 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · 5
二 . 系 统 设 计 主 要 任
务 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · 5
2.1 硬 件 部
分 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6
2.2 软 件 部
分 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6
三 . 系 统 设 计 方
案 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7
3.1 开 发 平 台 硬 件 资
源 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · 7
3.2 硬 件 总 体 设 计 框
图 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · 8
3.2.1 家 电 控 制
板 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
江苏省扬州技师学院技师毕业论文
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· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9
3.2.2 家 电 控 制 电
路 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · 10
3.2.3 传 感 器 接 口 电
路 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · 11
3.2.4 串 行 端 口 电
路 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · 11
四 . 软 件 设
计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 13
4.1WindowsCE 操 作 系 统 介
绍 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · 13
4.2 操 作 系 统 的 定
制 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · 13
4.2.1BSP 的 安
装 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 13
4.2.2 添 加 平 台 特 征 和 配 置 平
台 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · 15
4.3 应 用 程 序 编 写 环
境 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · 17
4 . 4 串 口 通 信 协
议 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · 18
4 . 5 打 开 串 口 与 配 置 串
口 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · 18
五 . 系 统 测
试 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 22
5.1 测 试 环
境 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 22
5.2 测 试 步
骤 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 22
六 . 参 考 文
江苏省扬州技师学院技师毕业论文
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献 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 26
七 . 总
结 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 27
致
谢 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
· 28
摘 要
随 着 计 算 机 技 术 , 通 信 技 术 和 嵌 入 式 系 统 的 发 展 , 智 能 家 居 正 逐 步
走 进 人 们 的 生 活 。 一 个 典 型 的 现 代 智 能 家 居 系 统 提 供 安 防 、 家 电 控 制 、
远 程 抄 表 和 信 息 服 务 等 功 能 。 本 文 设 计 并 实 现 了 其 中 的 智 能 家 电 控 制 系
统 。 讨 论 了 基 于 Windows CE 5.0 嵌 入 式 操 作 系 统 , 以 使 用 PXA270 为 控
制 核 心 的 XSBase270 嵌 入 式 平 台 为 硬 件 基 础 , 以 Visual Studio 2005
和 Platform Builder 为 软 件 开 发 平 台 的 智 能 家 居 系 统 的 设 计 与 实 现 。通
过 详 细 的 系 统 设 计 过 程 , 开 发 了 相 应 的 软 件 程 序 , 包 括 嵌 入 式 操 作 系 统
Windows CE 5.0 的 定 制 、 应 用 程 序 的 界 面 设 计 、 程 序 开 发 和 单 片 机 系 统
的 底 层 编 程 , 本 设 计 融 合 了 嵌 入 式 系 统 、 通 讯 、 单 片 机 、 软 件 开 发 等 学
科 的 知 识 。 系 统 测 试 结 果 表 明 , 该 系 统 设 计 基 本 满 足 要 求 , 并 有 一 定 的
功 能 扩 展 空 间 。
关 键 词 : 智 能 家 居 ; 嵌 入 式 系 统 ; Windows CE
江苏省扬州技师学院技师毕业论文
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一 . 绪 论
1.1 智 能 家 居 及 其 发 展 趋 势
随 着 电 子 技 术 在 现 实 生 活 中 的 广 泛 应 用 , 人 们 越 来 越 感 受 到 电 子 产
品 为 生 活 所 带 来 的 各 种 便 利 , 特 别 是 在 20 世 纪 80 年 代 , 智 能 家 居 的 出
现 更 为 人 们 享 受 生 活 提 供 了 一 个 广 阔 的 平 台 。
智 能 家 居 是 一 个 系 统 , 也 是 一 个 过 程 。 它 是 利 用 先 进 的 网 络 通 讯 技
术 、 电 力 自 动 化 技 术 、 计 算 机 技 术 、 无 线 电 技 术 , 将 与 居 家 生 活 有 关 的
各 种 设 备 有 机 地 结 合 在 一 起 , 通 过 网 络 化 的 综 合 管 理 , 让 居 家 生 活 更 轻
松 。 智 能 家 居 不 仅 具 有 传 统 的 居 住 功 能 , 而 且 不 再 是 被 动 的 , 是 具 有 能
动 性 智 能 化 的 工 具 , 提 供 全 方 位 的 信 息 交 换 功 能 , 优 化 我 们 的 生 活 方 式
和 居 住 环 境 你 , 帮 助 我 们 有 效 地 安 排 时 间 , 节 约 各 种 能 源 , 提 供 优 质 、
高 效 、 舒 适 、 安 全 的 生 活 空 间 … …
智 能 家 居 的 原 型 最 早 起 源 于 美 国 。 时 至 今 日 , 智 能 家 居 在 美 国 已 走
江苏省扬州技师学院技师毕业论文
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过 了 将 近 30 个 年 头 。 目 前 , 美 国 有 全 球 最 大 的 智 能 化 住 宅 群 , 其 占 地
3359 公 顷 , 由 约 8000 栋 小 别 墅 组 成 。 此 外 , 在 欧 美 、 日 本 、 新 加 坡 和
韩 国 等 地 , 智 能 家 居 也 日 渐 兴 起 。
自 动 化 的 家 居 不 再 是 一 幢 被 动 的 建 筑 , 相 反 , 成 了 帮 助 主 人 尽 量 利
用 时 间 的 工 具 , 使 家 庭 更 为 舒 适 、 安 全 、 高 效 和 节 能 。 网 络 化 智 能 家 居
系 统 可 为 您 提 供 遥 控 、 家 电 ( 空 调 , 热 水 器 等 ) 控 制 、 照 明 控 制 、 室 内
外 遥 控 、 窗 帘 自 控 、 防 盗 报 警 、 电 话 远 程 控 制 、 可 编 程 定 时 控 制 及 计 算
机 控 制 等 多 种 功 能 和 手 段 , 使 生 活 更 加 舒 适 、 便 利 和 安 全 。
随 着 家 庭 智 能 化 在 世 界 范 围 内 的 日 渐 普 及 , 智 能 家 居 在 上 个 世 纪 末
悄 然 走 进 了 中 国 市 场 。
1.2 嵌 入 式 系 统 与 智 能 家 居
智 能 家 居 , 或 称 智 能 住 宅 , 在 英 文 中 常 用 Smart Home。 智 能 家 居 是
以 住 宅 为 平 台 ,兼 备 建 筑 、网 络 通 信 、信 息 家 电 、设 备 自 动 化 ,集 系 统 、
结 构 、服 务 、管 理 为 一 体 的 高 效 、舒 适 、安 全 、便 利 、环 保 的 居 住 环 境 。
智 能 家 居 可 以 定 义 为 一 个 过 程 或 者 一 个 系 统 。 利 用 先 进 的 计 算 机 技 术 、
网 络 通 讯 技 术 、 综 合 布 线 技 术 、 将 与 家 居 生 活 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 、 安 全 、 有 效 。 智
能 家 居 不 仅 提 供 了 全 方 位 的 信 息 交 换 功 能 , 还 优 化 了 人 们 的 生 活 方 式 和
居 住 环 境 ,帮 助 人 们 有 效 地 安 排 时 间 、节 约 各 种 能 源 ,实 现 了 家 电 控 制 、
照 明 控 制 、 室 内 外 遥 控 、 窗 帘 自 控 、 防 盗 报 警 、 计 算 机 控 制 、 定 时 控 制
以 及 电 话 远 程 遥 控 等 功 能 。
嵌 入 式 系 统 一 般 指 非 PC 系 统 ,它 包 括 硬 件 和 软 件 两 部 分 。硬 件 包 括
处 理 器 /微 处 理 器 、存 储 器 及 外 设 器 件 和 I/O 端 口 等 。软 件 部 分 包 括 操 作
系 统 软 件 ( OS)( 要 求 实 时 和 多 任 务 操 作 ) 和 应 用 程 序 编 程 。 应 用 程 序
控 制 着 系 统 的 运 作 和 行 为 ; 而 操 作 系 统 控 制 着 资 源 调 度 及 与 硬 件 的 交 互
作 用 。 我 们 可 以 通 过 各 项 比 较 发 现 , 嵌 入 式 比 较 有 发 展 潜 力 。
嵌 入 式 的 智 能 家 居 使 系 统 的 处 理 能 力 大 大 增 强 , 可 以 带 来 更 加 逼 真
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