【正文】 內容提要： 隨著信息技術的應用領域向著人類生活逐漸滲透，智能家居有著非常好的發(fā)展前景。設計質量，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；，有無創(chuàng)新之處。 基本要求： （1）模擬智能燈光控制系統(tǒng)的運行模式作為被控對象，利用DSP對燈具進行控制； （2）根據(jù)評估板上提供的資源，設計智能家居燈光控制系統(tǒng)的用戶界面； （3）在MATLAB環(huán)境下設計基于UDP協(xié)議的客戶端程序； （4）了解TMS320C6000系列DSP的開發(fā)軟件CCS，在其上運行服務器端的工程； （5）進行客戶端與服務器端的通信，在評估板上實現(xiàn)對燈具的控制。 二、重點研究的問題 （1）MATLAB GUI 設計； （2）MATLAB工具箱中的UDP工具的使用； （3）基于Internet的遠程控制過程。綜合評 價李煥同學所做的“智能家居燈光控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)”選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，體現(xiàn)了學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，能達到綜合訓練的目的，且難度適中。智能燈光控制系統(tǒng)作為智能家居的一部分，也是依托家庭網(wǎng)絡的一個智能系統(tǒng)，對于燈光控制系統(tǒng)的研究，將有助于推動整個智能家居系統(tǒng)的發(fā)展。通過點擊智能家居系統(tǒng)界面上的按鈕可進入燈光控制系統(tǒng)的界面。利用評估板上的四個LED指示燈來模擬家庭中燈具的運行模式，即顯示最近一次服務器從客戶端接收到的數(shù)據(jù)。設計結果符合課題所要求的系統(tǒng)功能，達到了設計要求。指導教師： 年 月 日答辯簡要情況及評語李煥同學在畢業(yè)答辯過程中，表述簡明、條理清楚，基本回答了老師提出的問題。對于燈光控制系統(tǒng)的研究，將有助于推動整個智能家居系統(tǒng)的發(fā)展。在DSP的軟件仿真環(huán)境CCS下實現(xiàn)了服務器端的socket編程，利用其上的四個用戶指示燈顯示從服務器端接收到得數(shù)據(jù)，達到了模擬家庭中燈具的運行模式的效果。CCS。智能家居系統(tǒng)是利用先進的計算機、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡通訊技術，將家庭中的各種設備（如照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡家電）通過家庭網(wǎng)絡連接到一起。傳統(tǒng)的控制方式能量流和信息流合一，控制簡單、有效、直觀，但其一旦布線完成后系統(tǒng)就不能再改動。以下是智能照明系統(tǒng)的特點：(1) 創(chuàng)造有效率的照明環(huán)境、實現(xiàn)節(jié)約能源的功能。(3) 提高照明質量。進一步地滿足不同個體、不同層次群體的照明要求，是使照明從滿足一般人的需求到滿足個體、個性需求的必不可少的技術手段。現(xiàn)在調光網(wǎng)絡領域中影響較大的CAN協(xié)議和ARTnet協(xié)議都是在此基礎上發(fā)展而來的。與此同時，面向建筑物照明的網(wǎng)絡協(xié)議也紛紛涌現(xiàn)，并各有特色。目前TCP/IP協(xié)議應用范圍最廣，所以在本設計將TCP/IP協(xié)議移植到DSP上，以其作為服務器端。設計采用經(jīng)典的客戶/服務器(C/S)模式來達到數(shù)據(jù)交互的目的。第一章簡要介紹開發(fā)系統(tǒng)所使用的軟硬件環(huán)境。分別介紹了遠程通信控制系統(tǒng)的客戶端和服務器端的設計。目前流行用Basic、Fortran和C語言編制計算程序, 既需要對有關算法有深刻的了解，還需要熟練地掌握所用語言的語法及編程技巧。目前的版本（windows環(huán)境）是一種功能強、效率高便于進行科學和工程計算的交互式軟件包。綜上所述，Matlab語言有如下特點：(1) 編程效率高它是一種面向科學與工程計算的高級語言，允許用數(shù)學形式的語言編寫程序且比Basic、Fortran和C等語言更加接近我們書寫計算公式的思維方式，用Matlab編寫程序猶如在演算紙上排列出公式與求解問題。人們用任何一種語言編寫程序和調試程序一般都要經(jīng)過四個步驟：編輯、編譯、連接以及執(zhí)行和調試。具體地說，Matlab運行時，如直接在命令行輸入Matlab語句（命令），包括調用M文件的語句，每輸入一條語句，就立即對其進行處理，完成編譯、鏈接和運行的全過程。同一函數(shù)名F，不同數(shù)目的輸入變量（包括無輸入變量）及不同數(shù)目的輸出變量，代表著不同的含義。另外，它不需定義數(shù)組的維數(shù)，還給出矩陣函數(shù)、特殊矩陣專門的庫函數(shù)，使之在求解諸如信號處理、建模、系統(tǒng)識別、控制、優(yōu)化等領域的問題時，顯得大為簡捷、高效、方便。在圖上標出圖題、XY軸標注，格（柵）繪制也只需調用相應的命令，簡單易行。CCS有兩種工作模式，即軟件仿真器模式：可以脫離DSP芯片，在PC機上模擬DSP的指令集和工作機制，主要用于前期算法實現(xiàn)和調試。在生成目標程序和程序庫的過程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過跟蹤信息對不同的程序進行分類管理； (5) 基本調試工具具有裝入執(zhí)行代碼、查看寄存器、存儲器、反匯編、變量窗口等功能，并支持C源代碼級調試； (6) 斷點工具，能在調試程序的過程中，完成硬件斷點、軟件斷點和條件斷點的設置； (7) 探測點工具，可用于算法的仿真，數(shù)據(jù)的實時監(jiān)視等； (8) 分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評價代碼執(zhí)行的時鐘； (9) 數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運算結果用圖形顯示,包括顯示時域/頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等，并能進行自動刷新； (10) 提供GEL工具。ICETEKDM642AVM評估板上的DSP芯片通過64bit的EMIF接口或8/16bit的3路視頻接口連接板上的外圍設備?？偩€用來控制編解碼器端口，McASP接口被用來控制數(shù)據(jù)。評估板上包括四個用戶指示燈，用戶可以利用這些指示燈進行交互式的反饋實驗。 (2) 軟啟功能：開燈時，燈光由暗漸漸變亮。更深的體會生活，柔和的光線能給您一個好心情，少而暗的光幫助您思考，多而亮的光使氣氛更加熱烈。免除了跑遍全部房間的煩惱。由于它們在家庭當中不同的作用，可以有區(qū)別的來設計各個部分的燈光照明。例如：設定會客場景為吊燈亮80%、壁燈亮60%、筒燈亮80%；看電視場景為吊燈亮20%、壁燈亮40%、筒燈亮10%。照明要綜合考慮，一般只要中等的亮度就夠了，但桌面上的亮度應適當提高。要根據(jù)不同要求，調節(jié)出適合身心、能減少疲勞的燈光亮度。智能照明系統(tǒng)利用遙控器或可視控制界面，可以隨心所欲地調節(jié)每組燈的亮度和開關。總而言之，照明系統(tǒng)是生活中最為常用，最為基礎的系統(tǒng)。 根據(jù)ICETEKDM642AVM評估板提供的資源，模擬實際用戶家庭的使用情況，設計了如表2表22所示的一組燈光控制系統(tǒng)。表21客廳燈光模式設置（自動模式下可任意控制三種燈的開關）狀態(tài)1234567891011模式開吊燈開筒燈開臺燈關吊燈關筒燈關臺燈全開全關回家模式影院模式閱讀模式表22臥室燈光模式設置（自動模式下可任意控制三種燈的開關）12131415開吊燈關吊燈全開全關 客戶端GUI程序設計 圖形用戶界面概述圖形用戶界面GUI（Graphics User Interface）是由各種圖形對象（如圖形窗口、圖軸、菜單、按鈕、文本框等）構建的用戶界面，是人機交流信息的工具和方法，在該界面內，用戶可以根據(jù)界面提示完成整個工程，而不必去了解工程內部是如何工作的。本文是采用GUIDE來設計客戶端界面的。它包含5個標準菜單項：文件、編輯、工具、窗口和幫助。表23列出了十種控件特征及功能。通過該屬性編輯器來對所選圖形對象設置相關屬性。(3) 對象瀏覽器（Object Browser）在GUI面板中點擊對象瀏覽器按鈕可打開對象瀏覽器，在該瀏覽器中可以方便地顯示出所有的圖形對象，單擊該對象則可以打開相應的屬性編輯器。(6) GUI應用屬性設置編輯器（GUIDE Application Options）通過該編輯器可以設定GUI界面縮放形式、GUI對句柄操作的響應方式，以及定義GUI的保存方式。這兩個按鈕用來控制用戶界面與DSP的通信。空白模板可以讓用戶自由設置個性化的界面。圖21 GUI空白模板 圖22 燈光控制系統(tǒng)客戶端界面在空白模板中添加好所需的控件組件。因為控件在剛建立時，GUIDE給它們的都是默認名，為了突出每個控件的個性，表現(xiàn)它的作用，要重新設置Tag的屬性。在用戶界面編輯窗口選中控件，點擊鼠標右鍵，選擇View Callbacks→Callback,即可進入控件相應的回調函數(shù)進行代碼的編寫或添加，使之實現(xiàn)相應的功能。其流程圖如圖24所示。 圖24退出按鈕回調函數(shù)流程圖 圖25下拉菜單回調函數(shù)流程圖回調函數(shù)別寫好后，在設計面板中選擇“run”命令，MATLAB會自動調用程序代碼，調試成功后，通過選擇按鈕，即可實現(xiàn)對應函數(shù)的調用和執(zhí)行。比如調用燈光控制系統(tǒng)，可在其按鈕的回調函數(shù)中寫入以下代碼：lightcontrol。,39。set (lightcontrol,39。)。,39。set (lightcontrol,39。)。1．設置編譯器：在確定安裝好Matlab Compiler后，還需要對Compiler進行適當?shù)呐渲?，方法是在Matlab命令窗口輸入：Mbuild –setup。、。服務器任務使用典型的客戶機/服務器（Client/Server）結構實現(xiàn)。如圖31所示。圖32 系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信基本流程套接字(socket)是TCP/IP網(wǎng)絡的應用程序接口(Application Programming Interface ,API)，它定義了許多函數(shù)或例程，可以用來開發(fā)TCP/IP網(wǎng)絡上的應用程序。(2) 客戶端請求：是指由客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標是服務器端socket。而服務器端socket繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)，繼續(xù)接收其它客戶端socket的連接請求。NDK采用緊湊的設計方法，實現(xiàn)了用較少的資源耗費來支持TCP/IP。圖33 NDK中TCP/IP協(xié)議棧的結構圖33所示為NDK中TCP/IP協(xié)議棧的結構。使用DSP/BIOS所有與硬件有關的操作都必須借助操作系統(tǒng)本身提供的函數(shù)完成，應避免直接控制硬件資源。 TCP/IP堆棧的初始化和配置在任何socket應用程序建立之前，TCP/IP堆棧必須被正確的配置，然后再初始化。圖34為服務器端所執(zhí)行命令的流程圖。NA, sizeof(NA) )。 = 0。 = 0。rc,0)。struct sockaddr_in sin1。goto leave。其中包括UDP網(wǎng)絡通信協(xié)議。選中上一步鍵入的地址，單擊Identify則此UDP對象就加載到HardWare下的UDP工具中?？牲c擊Disconnect中斷和該對象的連接。Type39。RemoteHost39。RemotePort39。39。其中主要的屬性有：Type（對象類型），RemoteHost（遠程主機名/IP），RemotePort（端口號，這里是8000），Tag（標志位）等。)；%number為要寫的ASCAII字符fscanf(obj1,’number’)。連接220V供電電源。打開液晶顯示屏電源開關，此時液晶顯示屏上應顯示條狀彩條。下載好服務器端程序后，運行客戶端的GUI界面，可以在MATLAB環(huán)境下運行，也可以獨立運行已生成的可執(zhí)行文件。若服務器端與客戶端的通信鏈路正常，CCS中“sdout”就會顯示收到的數(shù)據(jù)，如圖36(2)所示，最近一次接收的數(shù)據(jù)1。8位寄存器0x90080010控制指示燈的亮、滅，只有低四位有效。智能燈光控制對于節(jié)約能源，創(chuàng)造舒適、便利的生活、工作環(huán)境有非常重要的意義。使用DSP的軟件仿真環(huán)境CCS實現(xiàn)服務器端的socket編程， ICETEKDM642AVM評估板與客戶端進行通信，接收客戶端請求，執(zhí)行任務，體現(xiàn)在實驗板上就是四個用戶指示燈模擬燈具的運行模式，采用8421顯示接收到的數(shù)據(jù)。根據(jù)設計要求，本文完成的工作有：(1) 詳細