發布日期：2022-04-18 點擊率：139
目前智能家居流行的組網方案有4類：基于TcP／IP協議的控制網絡；基于EIB(European Installation Bus)總線的控制網絡；基于電力載波的控制網絡；基于無線協議(zigBee)的控制網絡。本文采用TCP／IP協議與CAN總線協議，兩種協議取長補短，使整個系統性能更加穩定，功能更加豐富。
完整的智能家居系統包括5個部分：主控模塊、電器控制子系統、照明控制子系統、安全控制子系統和網絡控制子系統，5個部分功能上各司其職，邏輯上構成一個完整的控制實體。整個系統為人們提供智能、舒適、安全的家庭環境，同時提供遠程信息監控能力。
主控模塊是智能家居的大腦，子系統是智能家居的四肢。主控模塊，負責子系統的信息集中、存儲、分析和決策。嵌入式芯片發展使主控模塊越來越精巧，功能日益豐富。
電器控制子系統，負責監控電器的運行狀態，執行主控模塊的控制指令。網絡家電的發展掃清了不同家電的識別和互連的障礙，也簡化了電器控制子系統的設計。照明控制子系統，又名情景控制，核心是對光影和色彩的智能控制。該子系統控制燈光在角度、明暗、顏色等方面的組合以滿足不同的情景需求。該子系統也滿足時間控制的概念，具有機械動作傳感器、人體移動傳感器和照度傳感器等。
安全控制子系統，針對引起安全問題的諸多因素，起到防范和報警的作用，煙霧傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器負責環境安全控制；可視對講系統預防陌生人的干擾；門磁傳感器和窗磁傳感器起到防盜作用。
遠程控制系統子系統，滿足家庭網絡和公共網絡的聯網控制功能。孤立的家庭網絡使智能家居大打折扣，而和GPRS(General Packet Radio Service)網絡和Internet互聯，又使智能家居別樣精彩。
智能家居系統的組成如圖1所示。智能家居是一個龐大的系統，主控模塊是系統的控制中樞和通信中樞，家庭網絡是系統的神經系統，傳輸系統信息流和控制流。家居中的設備眾多，設備的接口各異，要實現各種設備的智能控制面對巨大挑戰。針對目前智能家居系統功能單一、聯網能力差的缺點，本設計采用分布式技術、總線技術和嵌入式技術構造了一個多功能、通信能力強的智能家居主控模塊。
1 主控模塊的功能和硬件設計
嵌入式技術的發展，特別是嵌入式控制芯片在功耗、速度、集成度方面的持續發展，使用單片控制芯片完成整個系統的控制成為可能。主控模塊從圖2中可以看出要完成以下工作：和子系統的聯網、GPRS通信功能、以太網通信功能、顯示功能、監控軟件等。其中GPRS通信和以太網通信邏輯上屬于網絡控制子系統，但是這兩種功能是在主控模塊上實現的，這樣一方面提高了集成度和穩定性；另一方面充分利用了主控模塊在硬件和軟件上的資源。
ARM芯片選用S3C2410，該芯片的很多特性很適合做智能家居的主控模塊。內置的STN／CSTN／TFT LCD控制器和4線制電阻式觸摸屏控制器簡化液晶顯示的電路設計；標準工作頻率為203 MHz，運算能力強，功耗低，可滿足主控模塊的運算要求；外圍接口豐富，為主控模塊的聯網功能提供良好的支持。GPRS模塊選用支持AT命令集的西門子MC35I模塊，它與主控模塊通過串口進行通信；以太網芯片選用Realtek RTL8139以太網控制器；主控模塊和子系統之間由CAN總線組網，主控模塊上相應的有CAN通信電路；FLASH，SDRAM,EEPROM和SD卡都是信息存儲介質，設計EEPROM來存儲系統配置信息，配置64 MB NANDFLASH和64 MB SDRAM；語音電路輸出提醒或警告聲音等；信息包含時間信息才有意義，主控模塊上時鐘電路提供精確的時間；液晶屏可以直觀地顯示各種信息，有利于增強系統的親和力，選用8．O英寸TFT液晶屏。
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