智能家居设计方案.doc

智能家居设计方案 1系统需求 本家居系统包括主控制中心、电器终端、门磁控制终端、监控终端四个主要部分。 系统应实现以下功能： 安防：安防采用门磁控制，当用户离家时打开门磁监控器，进行实时监控，当有闯入时，门磁控制器向控制中心报警，控制中心打开摄像头进行录像，同时通过短信通知用户，最终的处理方式交由用户决定。 监控：用户通过互联网，可以登录到家庭的控制中心，查看家庭内部情况，可以通过远程指令打开摄像头。 电器控制：用户可以通过手机短信，或者通过Web登录到控制中心来对电器执行开关控制。 通信方式：系统应尽可能的采用无线的通信方式，以避免有线布线带来的麻烦。 2总体结构设计 智能家居系统远程监控系统的核心部分是一个嵌入式 Web 服务器，系统集有线与无线两种通信方式于一体，用户可以通过手机或PC机登录家中的嵌入式Web服务器，通过用户名和密码验证之后，便可以查看或控制家用电器、灯光、窗帘、门禁、安防等基础设施；用户可以通过远程登录的方式设定系统所需要的参数；系统具有可扩展接口，如无线蓝牙接口、GPRS接口、以太网接口，SPI接口。系统总体设计如图1所示： 图1 系统总体设计图 3硬件设计 3.1家居控制中心硬件总体设计 控制中心处理器采用基于ARM的s3c2410处理器，开发板所包含的接口及相关情况介绍如下： ●CPU：采用SAMSUNG S3C2410 ARM920t CPU, 集成有串口，SD卡控制器，USB Host USB device控制器，LCD控制器, Nand Flash控制器等??●存储器：　　1. 64M SDRAM　　3. 64M Nand Flash 用于存放应用程序　　4. 32M Intel StrataFlash 32M（默认不焊接）　　5. SD卡　??●一个VGA（直接连接普通PC显示器）、一个TFT输出接口（可以选购3.5寸的夏普LCD）。??●CS8900以太网控制器??●IDE接口，直接连接硬盘??●一个USB 主机接口??●一个USB 设备接口（可以切换成第二主机，需要更改驱动）??●一个总线扩展接口（包含16位数据，12位地址，两个片选，可以通过CPLD控制）。??●2个串口输出??●一个MIC输入接口??●一个LINE音频输入接口。??●一个耳机输出接口。??●2个CPU可控LED等。??●AD转换输入接口??●SPI和IIC接口??●JTAG调试接口??●CPLD编程接口??●扩展GPRS和CDMA专用接口（包含3.3V电平的串口，SPI口，IO引脚，电源等） 图2 控制中心硬件结构图 3.2 GPRS模块 GPRS扩展模块采用的GPRS模块型号为SIM3000，是SIMCOM GSM/GPRS双频模块，主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口。SIM300集成电路和GSM的基带处理器，适合于开发一些GSM/GPRS的无线应用产品，如移动电话，无线MODEM卡，无线POS机，无线抄表系统以及无线数据传输业务，应用范围十分广泛。它功能强大、使用方便、性能稳定、具有良好的技术服务支持，性价比高，向用户提供了标准的AT命令接口和丰富的AT指令集。模块通过GPRS专用接口（串口）和开发板相连。该模块为采购板子时的可选外围扩展，厂商可提供相应的开发技术支持。 3.3 ZigBee模块 在家居控制中心，选用CC2420作为家庭内部ZigBee通信协调器；家居、安防终端采用CC2430与之相连。考虑到家庭内部节点有限，网络规模基本固定，内部无线网络采用星型拓扑，以CC2420为中心协调器，与各家居分支节点进行通信。 CC2420通过4线制SPI接口与处理器相连，进行数据的传输。通过SPI总线可以设置其到不同的工作模式，读写缓冲区，读入状态寄存器。其中，SI和SO分别负责数据的输入和输出，CSn负责SPI接口使能，SCLK负责时钟信号。另外，还需使用FiFO和FIFOP状态引脚来访问FIFO。通过CCA引脚查看通道是否清空，通过SFD引脚提供时间信息。图3为其连接图。（考虑到我们项目采用的是现成的开发板，无法重新布线，所以如下图上面的四个引脚需使用飞线与开发板连接） 图3 CC2420和S3C2410电路连接图 3.4 视频监控 根据我们目前查阅的一些参考方案，视频基本都是采用有线的方式来进行传输。目前市面上的一些简单的视频摄像头都是采用USB进行连接的，或者其他有线方式进行连接，暂时还未能给出比较合适无线传输方案。因此我们考虑先采用USB接口的摄像头与控制中心相连。 本设计选用的摄像头的驱动芯片为市场上较为流行的ZC301芯片，该芯片通过USB接口与主机相连接，可以传输连续的视频流，也可以传输单帧的静态图像。ZC301目前应用较广泛，本设计采用