基于WIFI构建的能家居系统综合接入及控制装置.pptVIP

基于WIFI构建的智能家居系统综合接入 及控制装置（嵌入式部分） The integrated access and control device of smart home system based on WIFI （The embedded system） 设计任务 本任务利用ARM主芯片S3C6410,linux嵌入式系统,ZIGBEE、WIFI网络以及相关家居传感器设计制作了一套智能家居综合接入与控制装置。通过智能手机和Internet网络实现远距离实时地对家中环境信息的监控和对家用设备的操控，从而实现家居生活的智能化，极大地提高家居生活的便利性和舒适度。 实验样机的设计包括：系统硬件的设计与调试及控制软件的编写与调试。 （1）硬件部分 系统中的关键部分，它负责各类数据的处理和转发 ARM系统处理单元： 红外学习遥控模块ZIGBEE通讯模块WIFI模块 完成系统中各类信号的采集与发送工作 电源模块：为各个部分提供工作电源 （2）软件部分 数据采集发送部分 数据分析控制部分 对家居信息进行采集并实时处理后发出控制命令 数据安全加密部分：提高系统的安全性 智能手机应用软件： 提供人机交互的界面，实现对 家居环境的监控 功能需求 实现综合接入装置的WIFI、ZIGBEE网络、红外遥控接口等功能。 综合接入装置接入Internet网络功能，绑定IP地址，实现家居控制的服务器功能。 ZIGBEE网络实现温、湿度等传感器的数据采集与传输，通过WIFI发送到手机实时显示。 通过红外模块，实现各类遥控器按键功能的学习、存储与发射，从而使遥控器成为虚拟设备奠定基础。 安卓手机软件设计，实现从网络上获取家居信息、遥控器代码信息以及实时图像信息，实现远距离的操控家居设备。 系统架构图 硬件设计 ARM系统处理单元 此部分设计的目标为：获得传感器所采集到的信息，经过预处理、数字化后，在存储介质中存储，每采集一组信息后进行相应处理。根据以上任务的需求，该微处理系统必须有较高的处理速度，满足功耗和成本的要求。为此，我们选择了ARM11（S3C6410）芯片作为主机系统的处理器，并设计了相应的外设：WIFI模块、CMOS摄像头ov9650、串口。 硬件设计 ZIGBEE模块及外设 此节点电路主要由ZIGBEE芯片、天线、其他传感器件构成。本设计中，我们在测控节点上采用DTH11温湿度传感器实现了对家居环境数据的采集，控制了一盏LED灯的亮灭，并且根据需求还可以方便地扩展传感器件，实现更多的监测功能。 CC2530芯片是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZIGBEE 和 RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其他强大的功能。 硬件设计 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，可以与8位单片机相连接，使用简单方便。 硬件设计 红外学习遥控模块 红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成 。 红外发射装置 通常为了使信号能更好地被传输，发送端将基带二进制信号调制为脉冲串信号。调制信号时采用的是周期为37.9KHz（此频率下发射效率最高）的方波作为载波，运用LM555搭建一个占空系数可调的振荡器输出37.9KHz的方波，再同控制引脚的信号经过一个与门来控制红外发射管的工作状态。红外发射装置的原理图如图所示，用三个并联的发射管来加大发射面积。 硬件设计 硬件设计 红外接收设备 红外接收设备我们用HX13838一体化接收管来接收信号，当控制端为高电平时红外发射管发射红外光，此时接收管接收到红外光时输出引脚输出低电平；反之，控制引脚为低电平时红外发射管截止，接收管输出引脚输出高电平。通过对高低电平时间计时可实现对数据的解码。接收电路原理图如图4所示： 软件设计 在本系统中，采用了并发服务器设计通讯程序。并发服务器是一般的面向连接的服务器程序的代码框架。该代码框架使用对进程处理的方式处理多个请求，子进程负责处理连接请求，因此关闭监听套接字，父进程继续监听请求，因此关闭连接套接字。 数据分析控制部分 嵌入式系统 中服务器的程序设计框图(并行服务器) 软件设计 在本系统中，采用了并发服务器设计通讯程序