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基于嵌入式技术的智能家居系统研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-06-29  浏览次数:540
核心提示: 一.前言 目前来看,随着欧美国家家庭居住智能化技术的迅速发展,我国家庭居住智能控制器也成为智能家居系统的重要部分。在基
  一.前言
目前来看,随着欧美国家家庭居住智能化技术的迅速发展,我国家庭居住智能控制器也成为智能家居系统的重要部分。在基于嵌入式技术的智能家居控制系统成为了我们开发研究的重点项目之一。本文在研究分析国内外大量家居控制系统的基础上,提出了一种实现家居控制系统:即把控制模块与操作系统有机结合起来,外加各种传感器组成了一个嵌入式系统家居控制系统。
二.智能家居系统设计
1.用户需要操作方便,功能实用,外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能,能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。
2.智能家居控制系统。家居智能控制主要包括家庭的智能照明系统、门禁系统、空调控制、窗帘控制、背景音乐系统、可视对讲、防盗报警等系统及其远程WEB控制等。以上所有系统都不是独立的,而是和其他系统相互联系,融合为一个统一的整体,并相互响应,做到真正意义上的智能。
3.Web网页远程控制,是指在离开服务器以后,通过互联网登陆运行在特定服务器上的网站,然后去查看,管理当前空调的运行,只需第几网页上相应的按钮,就可以轻松的打开,关闭,控制家中的空调机组,已达到远程控制的功能。
4.控制系统总体设计。系统自动控制是指系统的核心部分可以根据外部传感器所采集的环境信息(如温度,湿度等)与用户设定的可以使人可以较为舒适的之作比较,然后根据比较结果对相应的设备进行调节控制,以保持着个舒适的值,为用户提供一个良好的温湿度环境。
智能家居控制系统的硬件设计主要包括电话交换网程控交换信令部分、控制单元、传感数据采集系统、GSM模块TC35 modem与接口和电源部分。
三.嵌入式核心芯片的特点和定义
1.嵌入式的关键部分还在于核心芯片的选择,嵌入式核心芯片的特点有。
(一)可扩展的处理器结构,以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。
(二)嵌入式微处理器必须功耗很低。
(三)对实时多任务有很强的支持能力。
(四)具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断。
2.所谓的嵌入式系统在国内的一般定义为。
以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 从目前的应用情况来看,嵌入式系统可谓无处不在。尤其是在工业控制领域更是大有用武之地。因为从嵌入式系统的特点来说,嵌入式技术系统具有及时响应、并发处理、专用紧凑、技术密集等优点,这对于实现工业的自动化、智能化控制而言,具有无法比拟的优越性。但是嵌入式技术也存在开发困难、技术系统多种多样等不足。所以,如何实现嵌入式技术在工业控制中的实际应用,并且促成技术上的相融合,以及工业控制系统与嵌入式技术系统的有效配合,是我们亟待解决的重大课题。
四. 嵌入式技术的智能家居
1.嵌入式技术是近年来悄然兴起的一项崭新技术,随着嵌入式技术的发展,一大批嵌入式技术产品大量涌现。例如嵌入式控制器的应用可以说是无处不在,嵌入式技术应用于通讯行业、家用电器、汽车行业,彰显了嵌入式技术的技术强大性。从技术特点来说,嵌入式控制器因为体积小、功能强大、可靠性能比较高、使用灵活等诸多优点,而广泛运用到工农业、国防以及科研教育事业等。
嵌入式技术系统,即国际电气和电子工程师协会对嵌入式系统的定义:“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。从这个定义中,我们就可以窥见嵌入式技术的优点,即嵌入式技术能够对整个系统进行控制、监视或者对整个操作系统进行辅助控制。因此,嵌入式技术从技术特点来说就可以减轻工作人员的工作量,提高整个工作系统的操作性能,实现智能化、自动化控制。如此说来,嵌入式技术不仅可以自成系统,还能与其他系统一起协同合作,构成一个稳定的、高效的工作系统。从这个意义上来说,我们在进行嵌入式技术的引入时,要考虑到技术上的相容性,为整个系统实现自动控制与智能化调节奠定良好的技术基础。
2.智能家居与普通家居相比,不仅具有传统的居住功能,还能提供舒适安全、高效节能、具有高度人性化的生活空间。将一批原来被动、静止的家居设备转变为具有"智慧"的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效地安排时间,增强家庭生活的安全性,并为家庭节省能源费用等。而且如果采用已经成熟的电力线系统,重新布线的成本将没有,直接将家庭电力线通过电力线调制解调器接入Internet,既可以通过电力线上网,也可远程控制家电。
3.嵌入式系统家居控制系统应用软件的研究开发
作为微软公司研究开发的Windows CE操作控制系统具有与Windows系统基本一致的功能与作用。当然,Windows CE操作控制系统的研究开发也有着自己显著的特征。对于Windows CE操作控制系统应用软件的研究开发,我们应当注意以下几点:首先,必须使用Unicode字符集的程序。其次,程序代码应当做到和最小,因为嵌入式设备一般都没有太大的空间容纳像台式电脑那样的内存,如果程序过大,运行的时间就会延长。再次,Windows CE操作控制系统应用软件的程序主要是通过驱动程序读取。直接获取与S3C2440端口相连的传感器的状态和数值后,把相关信息返回Windows CE操作控制系统应用软件的程序中,程序再根据传感器的状态及数值又把关联的信息通过调用串口驱动程序,发送相应的命令并传给有关功能模块,随后该模块发送信息到用户手机,用户就可以随时看到家中的变化。倘若用户要对家中的一些设备进行操作,就可以应用发送信息的方式把控制信息传给有关功能模块,该功能模块再将此信息又传到Windows CE操作控制系统应用软件的程序中,这时应用程序就可以控制相应的端口了,进而满足用户的具体要求。
五.结束语
在当今社会,随着家庭智能化技术的全面快速发展,家居控制系统的重要意义和作用越来越凸显在人们的面前,这也是嵌入式系统家居控制系统的关键所在。因此,我们必须结合实际,坚持以先进的现代科学技术和通信技术为前提与基础,尽力做到以嵌入式系统为技术核心,不断优化家居控制系统的结构与功能,保证其功能全面、性能稳定、耗能低下等特征,促进其全面快速健康发展,更好地为人们提供方便快捷的服务。  
 
 
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