智能家居监测与控制终端的研究与设计

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1、山东大学硕士学位论文摘要近年来智能化成为当前家居发展的方向，即智能家居，其利用先进的计算机技术、网络通信技术、自动化技术，将与家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。智能家居监测和控制系统的核心是智能家居控制终端，通过该终端使系统可以完成信息采集、信息输入、逻辑处理、信息输出、自动控制等过程。目前常用的智能家居控制终端大多由8位单片机构建，存在很多缺点，如运行速度慢，接口资源少等。为适应智能家居发展趋势，本课题提出了基于$3C2410A芯片和laC／OS．II嵌入式实时操作系统的智能家居控制终端结构，突破了利用8位单片机构建终端所

2、受到的种种限制，不仅符合当前系统功能的设计要求，保证了系统的可靠性和稳定性，而且还为系统进一步发展打下基础。本课题所设计的智能家居控制终端以嵌入式实时操作系统I_tC／OS．II为平台，采用目前比较成熟的ARM9芯片作为CPU，集成了10M／100M以太网接口、公共电话网络接口、RS．485接121、15路报警检测口等。通过本设计，在pC／OS．II平台上实现系统安全防范、电器联动控制、电话远程控制与报警、因特网远程控制与监视、家庭娱乐、小区信息服务等功能。本文首先通过介绍智能家居控制终端的组成、功能及设计原则，对比嵌入式系统平台的内核特点和发展趋势，提出了采用性价比高、低功耗

3、、高性能的ARM9芯片$3C2410A作为控制核心；然后对智能家居控制终端的主要硬件部分进行了扩展设计。本文所设计的智能家居控制终端系统应具有实时性、多任务、高可靠性等优点，而传统操作系统的开发从编程到处理性能上已经不能满足当前系统使用的研发要求，故本课题提出了采用目前稳定性好、可靠性高的嵌入式实时操作系统laC／OS．II。通过介绍pC／OS．II的特点和内核结构，结合I．tC／OS．II系统的移植条件，最后成功将I．tC／OS．II移植到智能家居控制终端I拘CPU(S3C2410A)上，作为软件开发平台。通过介绍智能家居控制终端的软件规划，结合该终端的硬件设计，在山东大学硕

4、士学位论文laC／OS．II软件开发平台下设计开发了相关应用软件程序。其中，主要所做的工作是：突破Ipv4地址资源匮乏的瓶颈，即在ARM硬件平台和实时操作系统的基础上，使用了相对比较完整的TCP／IP协议，并对其进行改造，在协议栈ZLG／IP中增加了IPv6协议选项，为其在IPv6网络上使用提供了技术支持。智能化家居系统的外部通信总线在早期主要是通过电话网来实现的。由于电话网的带宽限制和较高的使用费用，使得智能化家居系统不能被普遍和有效使用。为了解决这一问题，本文在智能家居控制终端系统上采用以太网和公共电话网与外界交换信息，较之单纯以电话网一种方式，不仅能够满足智能家居控制终端

5、的通信要求，保证系统的实时性，而且降低了使用成本。关键词：智能家居控制终端；$3C2410A；gC／OS．II；以太网；RS．485n山东大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyearssmarthomehasbecomethedevelopmentdirectionofhome．Itusesadvancedcomputertechnology,networkcommunicationtechnology,automationtechnology,workswithhomelifeoftheorganicseedsystemscombined，throughCO-or

6、dinatethemanagement，SOthathomelifemorecomfortable，safeandeffective．Smarthome’SterminalistheCOreofthesmarthomesystem．Throughtheterminal，thesystemcompletesinformationcollection，informationi11put，logicprocessing，informationoutput，automaticcontrol，eteCurrentlyalotofsmarthome’Sterminalsaleconstru

7、ctedby8一bitMCU，．Therearemanyshortcomings，suchasspeedslow,littleconnectingresourcesetc．Inordertomeetthedevelopmenttrendofsmarthome，thisthesisputsforward$3C2410Achip谢ththeEmbeddedRTOS(pC／OS-II)inthesystem．Itovercomesthelackofthe8bitCPUsystem．Itnotonl