面向智能家居控制系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設計.pdf

1、智能家居控制系統(tǒng)是整個智能家居系統(tǒng)中最核心的部分，控制著所有家居設備與用戶的通信，智能家居的穩(wěn)定運行和家居設備的管理均依賴于此。目前，智能家居控制系統(tǒng)一般采用傳統(tǒng)的軟硬件獨立開發(fā)的設計方法，無法適應日新月異的需求。為了更好的適應智能家居需求，論文提出了一種新的解決方案，即采用具有硬件可擴展的高性能處理芯片Zynq7020和軟硬件協(xié)同設計方法實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)。
　　論文首先分析了智能家居控制系統(tǒng)的設計現(xiàn)狀和功能需求，結合嵌入式技

2、術，提出了智能家居控制系統(tǒng)的整體結構及軟硬件設計方案。該系統(tǒng)主要由系統(tǒng)節(jié)點、家庭網關和用戶監(jiān)測中心三部分構成。系統(tǒng)節(jié)點由ZigBee協(xié)調器節(jié)點和ZigBee終端節(jié)點組成，以協(xié)調器節(jié)點為中心構成一個星型網絡，實現(xiàn)室內溫濕度采集、多個照明燈具和窗簾控制。節(jié)點控制芯片采用低功耗CC2530處理器，搭載支持大型網絡的ZigBee2007 Pro協(xié)議棧。論文實現(xiàn)了節(jié)點的硬件電路和ZigBee組網，并設計了節(jié)點控制程序，進行了協(xié)議棧移植。家庭網關以

3、Zynq7020處理器為核心，輔以視頻采集模塊和網頁服務器構成，通過以太網與用戶監(jiān)測中心實現(xiàn)信息交互，通過串口與 ZigBee網絡部分通信，實現(xiàn)數據處理、傳輸和存儲?；赯ynq7020芯片的硬件構成，論文詳細闡述了以軟硬件協(xié)同設計方法實現(xiàn)基于FPGA的UART控制器與基于ARM Cortex-A9的串口控制程序，并在Cortex-A9上成功移植了Android系統(tǒng)，搭建了Web服務器和視頻編碼器。最后，基于Web網頁設計了用戶監(jiān)測中心