智能控制与嵌入式系统智能家居控制系统研究与设计

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1、智能控制与嵌入式系统智能家居控制系统研究与设计　　根据IEEE的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统以其占用资源少、专用性强、功耗低的特点使其广泛应用在移动通信、工业生产、安全监控等领域。以其在性能、体积及功耗等方面的优势在智能家居领域得到越来越广泛的应用

2、。　　随着嵌入式技术、网络及信息技术的发展，针对人们对智能家居的追求，提出了一种基于ARM9的嵌入式智能家居控制系统的解决方案。介绍了嵌入式Linux系统的软硬件平台，结合实例阐述了嵌入式QT图形界面系统、嵌入式数据库SQLite等关键技术在嵌入式智能家居控制系统中的应用。该方案解决了控制系统的可视化操作问题，提高了系统数据管理效率，并具有通用性可移植到其他硬件或软件平台应用。　　系统结构设计　　本文将控制系统分为现场控制级（主机）和多个控制对象级（分机）。主机设备能够收集到控制对象的各种信息，对这些数据进行处理，

3、并能够在设定的条件下产生报警。通过该系统，可以得到家居的各种运行状态（例如，房间温度、湿度，煤气泄漏报警等），并能根据现场情况做出相应的调整控制（例如，照明及家电控制等）。其家居控制系统结构如图1所示。　　　　图1家居控制系统结构图　　文章仅研究设计智能家居的分机部分，图1中的GSM和GPRS等远程通信模块作为以后系统的扩展升级。主机MCU选用ARM9芯片S3C2410，因其具有丰富的功能端口而适合设计要求和日后扩展。S3C2410嵌入式微处理器集成了众多的常用资源，例如，LCD控制器、NANDFlash控制器、S

4、DRAM控制器、系统片选逻辑以及一些常用的通信接口等资源。　　分机采用16位单片机MSP430F149，主要考虑此芯片的低功耗性能，具有超低功耗的MSP单片机可以完成分机家居现场的控制功能。报警信息的采集就是对各传感器的信息采集；对各种家电的控制是通过控制连接在家电电源的继电器来实现；现场控制手动命令是通过触摸屏来实现的。各分机通过nRF905收发模块与主机进行无线通信。各分机通过连接不同的传感器或控制器来实现不同的功能。　　系统软件开发　　在WindowsCE.net产品的开发中，有两个重要的方面，一个是内核定制

5、，另一个是应用程序的开发。微软在这两个方面都提供了非常好的开发工具，就是内核定制工具PlatformBuilder和应用程序开发工具EmbeddedVisualC++。　　1操作系统平台定制　　WindowsCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows95，WindowsCE的图形用户界面相当出色。　　WindowsCE作业系统是Windows家族中最新的成员，专门设计给掌上型电脑（HPCs）所使用的电脑环境。

6、这样的作业系统可使完整的可携式技术与现有的Windows桌面技术整合工作。WindowsCE被设计成针对小型设备（它是典型的拥有有限内存的无磁盘系统）的通用操作系统，WindowsCE可以通过设计一层位于内核和硬件之间代码来用设定硬件平台，这即是众所周知的硬件抽象层（HAL）（在以前解释时，这被称为OEMC（原始设备制造）适应层，即OAL；内核压缩层，即KAL。以免与微软的WindowsNT操作系统HAL混淆）。　　WindowsCE平台的定制过程　　（1）选择操作系统的基本配置，并且为特定的平台选择相应的微处理器

7、和板级支持包BSP（BoardSupportPacket）。本系统终端采用S3C2410处理器，因此我们导入了和硬件平台相关的smdk2410.cec文件。　　（2）利用标准开发向导，根据WindowsCE的架构创建一个定制平台，根据目标硬件设备开发BootLoader、设备驱动程序，适当的裁减、添加组件。　　（3）通过以太网、USB或串口将镜像文件下载到目标设备，可以使用PlatformBuilder提供的调试工具查看WindowsCE.net的运行情况并进行调试，若需要，进行重复配置、封装、下载及调试，直到满足

8、要求，完成平台的创建。　　（4）最后，导出相应的SDK（SoftwareDevelopmentKit）软件开发工具包，运行后安装到EVC中，使得可以进行特定硬件平台上的应用程序开发。SDK包含程序库、头文件、示例程序源代码和库函数使用文档，同时还包括编程指导和API参与以及设备驱动工具包（DDK）。　　　　安装BSP　　BSP即BoardSupportPac