基于TouchGFX和FreeRTOS的智能家居解決方案*

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(中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院，徐州 221116)

引 言

智能家居即(Smart Home)，也被稱為智能化住宅、感知住宅等[1]，是現(xiàn)代電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)及通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

目前，智能家居控制系統(tǒng)面臨著諸多問(wèn)題：首先是價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高[2]，不利于產(chǎn)品的普及和推廣；其次行業(yè)無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[2]，各個(gè)廠商提供的解決方案質(zhì)量參差不齊，兼容性差；再次裝置靈活性不高，安裝拆卸以及維護(hù)困難，無(wú)法做到循環(huán)多次使用；此外，實(shí)時(shí)性不高，無(wú)法全方位穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)對(duì)家電和環(huán)境的監(jiān)測(cè)。本文針對(duì)以上問(wèn)題，提出了一套完整的解決方案。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 LPCXpresso5460X介紹

LPCXpresso板由恩智浦、Code Red Technologies、Embedded Artists共同研制[3]，其中LPCXpresso54608器件性能優(yōu)越，板載CMSIS-DAP/SEGGER J-Link，兼容MCUXpresso IDE和其他通用的工具鏈(如Keil和IAR)，除了標(biāo)準(zhǔn)的LPCXpresso V3功能外，該板適用于一般工業(yè)控制、智能家居系統(tǒng)等多種環(huán)境[4],還提供了一整套外設(shè)接口：

① 272×480彩色液晶電容觸摸屏；

② UART和SPI端口；

③ 多種擴(kuò)展選項(xiàng)，包括Arduino UNO和PMod；

④ 128 Mb Micron MT25QL128 Quad-SPI閃存；

⑤ 16 MB MT48LC8M16A2B4 SDRAM；

⑥ 數(shù)字麥克風(fēng)接口；

⑦ 全尺寸SD/MMC卡插槽；

⑧ 集成了板載10/100 Mbps以太網(wǎng)MAC。

1.2 TouchGFX

TouchGFX是一個(gè)用C ++編寫(xiě)的軟件框架，可以在低功耗硬件上開(kāi)發(fā)嵌入式圖形用戶界面(Graphic User Interface, GUI)應(yīng)用程序。 TouchGFX嵌入式GUI技術(shù)優(yōu)化了小型硬件平臺(tái)(如ARM Cortex-M微控制器的利用率，能夠在更少的MCU負(fù)載下實(shí)現(xiàn)更快速的圖像更新[5]。

TouchGFX應(yīng)用程序遵循分層模型，如圖1所示，一個(gè)TouchGFX應(yīng)用構(gòu)建于TouchGFX Core層和OSAL/HAL層的預(yù)構(gòu)建庫(kù)或源代碼之上。最頂層的Application層由開(kāi)發(fā)人員來(lái)開(kāi)發(fā)。HAL層用于特定目標(biāo)板的移植，其中包括用于特定微控制器、DMA、觸摸屏設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序以及可用于多種評(píng)估板的板級(jí)支持包。……