智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

蘭孝文　劉江濤

摘 要： 物聯(lián)技術(shù)的發(fā)展使智能家居成為改善人類生活質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。文章實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以S3C44B0X為核心處理器，外部擴(kuò)展了Flash、SDRAM及網(wǎng)絡(luò)接口；通過定制的濕度、風(fēng)速傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)；用步進(jìn)電機(jī)、繼電器和被控對象相連接來控制其移動。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)移植了引導(dǎo)程序Bootloader及uClinux操作系統(tǒng)，并采用Boa和CGI的方式在uClinux上構(gòu)建了Web服務(wù)器；完成了基于嵌入式Web服務(wù)器的網(wǎng)站程序，用來接收用戶請求、返回頁面及調(diào)用相關(guān)子程序（采集、控制）， 最終實(shí)現(xiàn)了智能家居遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制的系統(tǒng)要求。

關(guān)鍵詞： 智能家居； 遠(yuǎn)程控制； uClinux； 嵌入式Web； ARM

中圖分類號：TP309.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）05-31-03

Abstract： With the development of Internet technology， intelligent home become one of the most important indicators to improve the quality of human life. Remote control and system management for intelligent home based on ARM are implemented in this paper. The core processors of this system are S3C44B0X， external extension Flash， SDRAM and an Ethernet interface. Through self-made humidity & wind speed sensor， environmental data is collected. The movement is controlled by stepper motors and relays. In the software design， guiding procedure Bootloader and operating system uClinux are transplanted to development platform. Meanwhile， an embedded Web server on uClinux is built by way of Boa and CGI. Website programs based on embedded Web server are written to receive users' request， return to the page， call the relevant subprograms （collection and control） and ultimately meet intelligent home system requirement for remote network control.

Key words： intelligent home； remote control； uClinux； embedded Web； ARM

0 引言

近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息通訊技術(shù)飛速發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)融合到傳統(tǒng)的家電中，使其擁有智能，并連接到Internet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)家用電器的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[1]。這種形勢下，32位嵌入式微計(jì)算機(jī)（如ARM）的出現(xiàn)，使嵌入式Web成為現(xiàn)實(shí)，人們可以通過Intemet遠(yuǎn)程監(jiān)控家居網(wǎng)各個(gè)單元[2，6]。與傳統(tǒng)的家居中央控制器相比，智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)降低了設(shè)備成本，并可通過總線方式實(shí)現(xiàn)智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無限制擴(kuò)展。

1 控制過程及系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采用ARM7微處理器與uClinux嵌入式操作系統(tǒng)搭建嵌入式Web服務(wù)器建設(shè)網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)在任何地方任意一臺接入互聯(lián)網(wǎng)的PC機(jī)，都可以通過身份認(rèn)證后訪問網(wǎng)站，瀏覽家中電器的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)及修改網(wǎng)頁參數(shù)對電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制[3]。系統(tǒng)中選用智能窗、空調(diào)和電飯煲作為實(shí)際電器進(jìn)行控制；用繼電器控制空調(diào)、電飯煲的開關(guān)；用步進(jìn)電機(jī)控制窗子的開合角度；并測量環(huán)境濕度和風(fēng)速的大小以實(shí)現(xiàn)自動關(guān)窗。電器的實(shí)時(shí)狀態(tài)經(jīng)主機(jī)（ARM）發(fā)往網(wǎng)絡(luò)，用戶可以訪問網(wǎng)站，瀏覽頁面顯示的家中電器工作狀態(tài)，并依權(quán)限修改網(wǎng)頁參數(shù)對電器狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。4 結(jié)束語

智能家居是近年來人們生活水平提高的標(biāo)志，在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，將智能家居控制系統(tǒng)接入Internet，使得用戶可以實(shí)現(xiàn)家居電器的遠(yuǎn)程監(jiān)控是大勢所趨。本文敘述了智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的硬件組成和結(jié)構(gòu)，給出了主要模塊的設(shè)計(jì)方法，以及軟件實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖和控制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，并使系統(tǒng)留有豐富的接口，隨著寬帶無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，具有一定的可擴(kuò)展性。此外，本系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，而且成本低，具有很廣闊的應(yīng)用前景。

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