基于嵌入式技術的智能家居系統(tǒng)研究

1、<p>　　基于嵌入式技術的智能家居系統(tǒng)研究</p><p>　　【摘要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對生活的需求水平也相當?shù)奶岣?，特別是在人們長期居住的地方，對居住舒適程度要求也需求更加的高，所以我國在早期就出現(xiàn)了一些智能家居，本文著重介紹了嵌入式技術在智能家居系統(tǒng)中的應用，簡單介紹了嵌入式技術的智能家居系統(tǒng)研究的發(fā)展，論述嵌入式技術的智能家居系統(tǒng)的技術優(yōu)缺點和嵌入式系統(tǒng)的基本概念，探討嵌入式技術在智

2、能家居應用中的美好前景。 </p><p>　　【關鍵詞】嵌入式技術，智能家居，系統(tǒng)研究 </p><p>　　中圖分類號：N945.23文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　一．前言 </b></p><p>　　目前來看，隨著歐美國家家庭居住智能化技術的迅速發(fā)展，我國家庭居住智能控制器也成為智能

3、家居系統(tǒng)的重要部分。在基于嵌入式技術的智能家居控制系統(tǒng)成為了我們開發(fā)研究的重點項目之一。本文在研究分析國內(nèi)外大量家居控制系統(tǒng)的基礎上，提出了一種實現(xiàn)家居控制系統(tǒng)：即把控制模塊與操作系統(tǒng)有機結合起來，外加各種傳感器組成了一個嵌入式系統(tǒng)家居控制系統(tǒng)。 </p><p>　　二．智能家居系統(tǒng)設計 </p><p>　　1.用戶需要操作方便，功能實用，外觀美觀大方的智能家居系統(tǒng)。系統(tǒng)要有吸引來賓的

4、外觀和功能，能體現(xiàn)用戶高人一等的生活品位。同時要化繁為簡、高度人性、注重健康、娛樂生活、保護私密。 </p><p>　　2.智能家居控制系統(tǒng)。家居智能控制主要包括家庭的智能照明系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、空調(diào)控制、窗簾控制、背景音樂系統(tǒng)、可視對講、防盜報警等系統(tǒng)及其遠程WEB控制等。以上所有系統(tǒng)都不是獨立的，而是和其他系統(tǒng)相互聯(lián)系，融合為一個統(tǒng)一的整體，并相互響應，做到真正意義上的智能。 </p><p

5、>　　3.Web網(wǎng)頁遠程控制，是指在離開服務器以后，通過互聯(lián)網(wǎng)登陸運行在特定服務器上的網(wǎng)站，然后去查看，管理當前空調(diào)的運行，只需第幾網(wǎng)頁上相應的按鈕，就可以輕松的打開，關閉，控制家中的空調(diào)機組，已達到遠程控制的功能。 </p><p>　　4.控制系統(tǒng)總體設計。系統(tǒng)自動控制是指系統(tǒng)的核心部分可以根據(jù)外部傳感器所采集的環(huán)境信息（如溫度，濕度等）與用戶設定的可以使人可以較為舒適的之作比較，然后根據(jù)比較結果對相應

6、的設備進行調(diào)節(jié)控制，以保持著個舒適的值，為用戶提供一個良好的溫濕度環(huán)境。 </p><p>　　智能家居控制系統(tǒng)的硬件設計主要包括電話交換網(wǎng)程控交換信令部分、控制單元、傳感數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GSM模塊TC35 modem與接口和電源部分。 </p><p>　　三.嵌入式核心芯片的特點和定義 </p><p>　　1.嵌入式的關鍵部分還在于核心芯片的選擇，嵌入式核心芯片

7、的特點有。 </p><p>　　(一)可擴展的處理器結構,以能最迅速地開展出滿足應用的最高性能的嵌入式微處理器。 </p><p>　　(二)嵌入式微處理器必須功耗很低。 </p><p>　　(三)對實時多任務有很強的支持能力。 </p><p>　　(四)具有功能很強的存儲區(qū)保護功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結構已模塊化,而為了避免在軟

8、件模塊之間出現(xiàn)錯誤的交叉作用,需要設計強大的存儲區(qū)保護功能,同時也有利于軟件診斷。 </p><p>　　2.所謂的嵌入式系統(tǒng)在國內(nèi)的一般定義為。 </p><p>　　以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁減，適應實際應用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。 從目前的應用情況來看，嵌入式系統(tǒng)可謂無處不在。尤其是在工業(yè)控制領域更是大有用武之地。因為從嵌入式系

9、統(tǒng)的特點來說，嵌入式技術系統(tǒng)具有及時響應、并發(fā)處理、專用緊湊、技術密集等優(yōu)點，這對于實現(xiàn)工業(yè)的自動化、智能化控制而言，具有無法比擬的優(yōu)越性。但是嵌入式技術也存在開發(fā)困難、技術系統(tǒng)多種多樣等不足。所以，如何實現(xiàn)嵌入式技術在工業(yè)控制中的實際應用，并且促成技術上的相融合，以及工業(yè)控制系統(tǒng)與嵌入式技術系統(tǒng)的有效配合，是我們亟待解決的重大課題。 </p><p>　　四. 嵌入式技術的智能家居 </p>&l

10、t;p>　　1.嵌入式技術是近年來悄然興起的一項嶄新技術，隨著嵌入式技術的發(fā)展，一大批嵌入式技術產(chǎn)品大量涌現(xiàn)。例如嵌入式控制器的應用可以說是無處不在，嵌入式技術應用于通訊行業(yè)、家用電器、汽車行業(yè)，彰顯了嵌入式技術的技術強大性。從技術特點來說，嵌入式控制器因為體積小、功能強大、可靠性能比較高、使用靈活等諸多優(yōu)點，而廣泛運用到工農(nóng)業(yè)、國防以及科研教育事業(yè)等。 </p><p>　　嵌入式技術系統(tǒng)，即國際電氣和電

11、子工程師協(xié)會對嵌入式系統(tǒng)的定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置”。從這個定義中，我們就可以窺見嵌入式技術的優(yōu)點，即嵌入式技術能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)進行控制、監(jiān)視或者對整個操作系統(tǒng)進行輔助控制。因此，嵌入式技術從技術特點來說就可以減輕工作人員的工作量，提高整個工作系統(tǒng)的操作性能，實現(xiàn)智能化、自動化控制。如此說來，嵌入式技術不僅可以自成系統(tǒng)，還能與其他系統(tǒng)一起協(xié)同合作，構成一個穩(wěn)定的、高效的工作系統(tǒng)。從這個意義上來說，我們在進行嵌入式

12、技術的引入時，要考慮到技術上的相容性，為整個系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制與智能化調(diào)節(jié)奠定良好的技術基礎。 </p><p>　　2.智能家居與普通家居相比，不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，還能提供舒適安全、高效節(jié)能、具有高度人性化的生活空間。將一批原來被動、靜止的家居設備轉變?yōu)榫哂?quot;智慧"的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效地安排時間，增強家庭生活的安

13、全性，并為家庭節(jié)省能源費用等。而且如果采用已經(jīng)成熟的電力線系統(tǒng)，重新布線的成本將沒有，直接將家庭電力線通過電力線調(diào)制解調(diào)器接入Internet，既可以通過電力線上網(wǎng)，也可遠程控制家電。 </p><p>　　3.嵌入式系統(tǒng)家居控制系統(tǒng)應用軟件的研究開發(fā) </p><p>　　作為微軟公司研究開發(fā)的Windows CE操作控制系統(tǒng)具有與Windows系統(tǒng)基本一致的功能與作用。當然，Windo

14、ws CE操作控制系統(tǒng)的研究開發(fā)也有著自己顯著的特征。對于Windows CE操作控制系統(tǒng)應用軟件的研究開發(fā)，我們應當注意以下幾點：首先，必須使用Unicode字符集的程序。其次，程序代碼應當做到和最小，因為嵌入式設備一般都沒有太大的空間容納像臺式電腦那樣的內(nèi)存，如果程序過大，運行的時間就會延長。再次，Windows CE操作控制系統(tǒng)應用軟件的程序主要是通過驅(qū)動程序讀取。直接獲取與S3C2440端口相連的傳感器的狀態(tài)和數(shù)值后，把相關信息

15、返回Windows CE操作控制系統(tǒng)應用軟件的程序中，程序再根據(jù)傳感器的狀態(tài)及數(shù)值又把關聯(lián)的信息通過調(diào)用串口驅(qū)動程序，發(fā)送相應的命令并傳給有關功能模塊，隨后該模塊發(fā)送信息到用戶手機，用戶就可以隨時看到家中的變化。倘若用戶要對家中的一些設備進行操作，就可以應用發(fā)送信息的方式把控制信息傳給有關功能模塊，該功能模塊再將此信息又傳到Windows CE操作控制系統(tǒng)應用軟件的程序中，這時應用程序就可以控制相應的端口了，進而滿足用戶的具體要求。 &

16、lt;/p><p><b>　　五.結束語 </b></p><p>　　在當今社會，隨著家庭智能化技術的全面快速發(fā)展，家居控制系統(tǒng)的重要意義和作用越來越凸顯在人們的面前，這也是嵌入式系統(tǒng)家居控制系統(tǒng)的關鍵所在。因此，我們必須結合實際，堅持以先進的現(xiàn)代科學技術和通信技術為前提與基礎，盡力做到以嵌入式系統(tǒng)為技術核心，不斷優(yōu)化家居控制系統(tǒng)的結構與功能，保證其功能全面、性能穩(wěn)定

17、、耗能低下等特征，促進其全面快速健康發(fā)展，更好地為人們提供方便快捷的服務。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]趙靜,梅軍.嵌入式智能家居控制系統(tǒng)的研究與設計[J].今日電子,2010,2 </p><p>　　[2]彭小軍,李榮.基于ARM的嵌入式智能家居控制系統(tǒng)研究[J].低壓電器,2009,18

18、</p><p>　　[3]郭海杰,吳飛,雷必成.嵌入式智能家居控制系統(tǒng)的研究[J].福建電腦,2009,3 </p><p>　　[4]花鐵森.智能家居系統(tǒng)核心技術探討[J].智能建筑電氣技術,2009(1):92-98. </p><p>　　[5]高磊.基于ZigBee的小區(qū)停車場智能管理系統(tǒng)設計[J].低壓電器,2009(10):13-15. </p&