【正文】 內(nèi)容提要： 隨著信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)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(shè)計(jì)質(zhì)量，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)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(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；，有無(wú)創(chuàng)新之處。 基本要求： （1）模擬智能燈光控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式作為被控對(duì)象，利用DSP對(duì)燈具進(jìn)行控制； （2）根據(jù)評(píng)估板上提供的資源，設(shè)計(jì)智能家居燈光控制系統(tǒng)的用戶界面； （3）在MATLAB環(huán)境下設(shè)計(jì)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(yùn)行服務(wù)器端的工程； （5）進(jìn)行客戶端與服務(wù)器端的通信，在評(píng)估板上實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具的控制。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題 （1）MATLAB GUI 設(shè)計(jì)； （2）MATLAB工具箱中的UDP工具的使用； （3）基于Internet的遠(yuǎn)程控制過(guò)程。綜合評(píng) 價(jià)李煥同學(xué)所做的“智能家居燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)了學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，能達(dá)到綜合訓(xùn)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(luò)的一個(gè)智能系統(tǒng)，對(duì)于燈光控制系統(tǒng)的研究，將有助于推動(dòng)整個(gè)智能家居系統(tǒng)的發(fā)展。通過(guò)點(diǎn)擊智能家居系統(tǒng)界面上的按鈕可進(jìn)入燈光控制系統(tǒng)的界面。利用評(píng)估板上的四個(gè)LED指示燈來(lái)模擬家庭中燈具的運(yùn)行模式，即顯示最近一次服務(wù)器從客戶端接收到的數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)結(jié)果符合課題所要求的系統(tǒng)功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ)李煥同學(xué)在畢業(yè)答辯過(guò)程中，表述簡(jiǎn)明、條理清楚，基本回答了老師提出的問(wèn)題。對(duì)于燈光控制系統(tǒng)的研究，將有助于推動(dòng)整個(gè)智能家居系統(tǒng)的發(fā)展。在DSP的軟件仿真環(huán)境CCS下實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器端的socket編程，利用其上的四個(gè)用戶指示燈顯示從服務(wù)器端接收到得數(shù)據(jù)，達(dá)到了模擬家庭中燈具的運(yùn)行模式的效果。CCS。智能家居系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將家庭中的各種設(shè)備（如照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電）通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)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(jiǎn)單、有效、直觀，但其一旦布線完成后系統(tǒng)就不能再改動(dòng)。以下是智能照明系統(tǒng)的特點(diǎn)：(1) 創(chuàng)造有效率的照明環(huán)境、實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的功能。(3) 提高照明質(zhì)量。進(jìn)一步地滿足不同個(gè)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(gè)體、個(gè)性需求的必不可少的技術(shù)手段?，F(xiàn)在調(diào)光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中影響較大的CAN協(xié)議和ARTnet協(xié)議都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。與此同時(shí)，面向建筑物照明的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也紛紛涌現(xiàn)，并各有特色。目前TCP/IP協(xié)議應(yīng)用范圍最廣，所以在本設(shè)計(jì)將TCP/IP協(xié)議移植到DSP上，以其作為服務(wù)器端。設(shè)計(jì)采用經(jīng)典的客戶/服務(wù)器(C/S)模式來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)交互的目的。第一章簡(jiǎn)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(yuǎn)程通信控制系統(tǒng)的客戶端和服務(wù)器端的設(shè)計(jì)。目前流行用Basic、Fortran和C語(yǔ)言編制計(jì)算程序, 既需要對(duì)有關(guān)算法有深刻的了解，還需要熟練地掌握所用語(yǔ)言的語(yǔ)法及編程技巧。目前的版本（windows環(huán)境）是一種功能強(qiáng)、效率高便于進(jìn)行科學(xué)和工程計(jì)算的交互式軟件包。綜上所述，Matlab語(yǔ)言有如下特點(diǎn)：(1) 編程效率高它是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言，允許用數(shù)學(xué)形式的語(yǔ)言編寫程序且比Basic、Fortran和C等語(yǔ)言更加接近我們書寫計(jì)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(wèn)題。人們用任何一種語(yǔ)言編寫程序和調(diào)試程序一般都要經(jīng)過(guò)四個(gè)步驟：編輯、編譯、連接以及執(zhí)行和調(diào)試。具體地說(shuō)，Matlab運(yùn)行時(shí)，如直接在命令行輸入Matlab語(yǔ)句（命令），包括調(diào)用M文件的語(yǔ)句，每輸入一條語(yǔ)句，就立即對(duì)其進(jìn)行處理，完成編譯、鏈接和運(yùn)行的全過(guò)程。同一函數(shù)名F，不同數(shù)目的輸入變量（包括無(wú)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(kù)函數(shù)，使之在求解諸如信號(hào)處理、建模、系統(tǒng)識(shí)別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問(wèn)題時(shí)，顯得大為簡(jiǎn)捷、高效、方便。在圖上標(biāo)出圖題、XY軸標(biāo)注，格（柵）繪制也只需調(diào)用相應(yīng)的命令，簡(jiǎn)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(jī)上模擬DSP的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試。在生成目標(biāo)程序和程序庫(kù)的過(guò)程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過(guò)跟蹤信息對(duì)不同的程序進(jìn)行分類管理； (5) 基本調(diào)試工具具有裝入執(zhí)行代碼、查看寄存器、存儲(chǔ)器、反匯編、變量窗口等功能，并支持C源代碼級(jí)調(diào)試； (6) 斷點(diǎn)工具，能在調(diào)試程序的過(guò)程中，完成硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)和條件斷點(diǎn)的設(shè)置； (7) 探測(cè)點(diǎn)工具，可用于算法的仿真，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(píng)價(jià)代碼執(zhí)行的時(shí)鐘； (9) 數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運(yùn)算結(jié)果用圖形顯示,包括顯示時(shí)域/頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等，并能進(jìn)行自動(dòng)刷新； (10) 提供GEL工具。ICETEKDM642AVM評(píng)估板上的DSP芯片通過(guò)64bit的EMIF接口或8/16bit的3路視頻接口連接板上的外圍設(shè)備。總線用來(lái)控制編解碼器端口，McASP接口被用來(lái)控制數(shù)據(jù)。評(píng)估板上包括四個(gè)用戶指示燈，用戶可以利用這些指示燈進(jìn)行交互式的反饋實(shí)驗(yàn)。 (2) 軟啟功能：開燈時(shí)，燈光由暗漸漸變亮。更深的體會(huì)生活，柔和的光線能給您一個(gè)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?cè)诩彝ギ?dāng)中不同的作用，可以有區(qū)別的來(lái)設(shè)計(jì)各個(gè)部分的燈光照明。例如：設(shè)定會(huì)客場(chǎng)景為吊燈亮80%、壁燈亮60%、筒燈亮80%；看電視場(chǎng)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(yīng)適當(dāng)提高。要根據(jù)不同要求，調(diào)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(diào)節(jié)每組燈的亮度和開關(guān)?？偠灾彰飨到y(tǒng)是生活中最為常用，最為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。 根據(jù)ICETEKDM642AVM評(píng)估板提供的資源，模擬實(shí)際用戶家庭的使用情況，設(shè)計(jì)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(shè)置（自動(dòng)模式下可任意控制三種燈的開關(guān)）狀態(tài)1234567891011模式開吊燈開筒燈開臺(tái)燈關(guān)吊燈關(guān)筒燈關(guān)臺(tái)燈全開全關(guān)回家模式影院模式閱讀模式表22臥室燈光模式設(shè)置（自動(dòng)模式下可任意控制三種燈的開關(guān)）12131415開吊燈關(guān)吊燈全開全關(guān) 客戶端GUI程序設(shè)計(jì) 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(duì)象（如圖形窗口、圖軸、菜單、按鈕、文本框等）構(gòu)建的用戶界面，是人機(jī)交流信息的工具和方法，在該界面內(nèi)，用戶可以根據(jù)界面提示完成整個(gè)工程，而不必去了解工程內(nèi)部是如何工作的。本文是采用GUIDE來(lái)設(shè)計(jì)客戶端界面的。它包含5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)菜單項(xiàng)：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(guò)該屬性編輯器來(lái)對(duì)所選圖形對(duì)象設(shè)置相關(guān)屬性。(3) 對(duì)象瀏覽器（Object Browser）在GUI面板中點(diǎn)擊對(duì)象瀏覽器按鈕可打開對(duì)象瀏覽器，在該瀏覽器中可以方便地顯示出所有的圖形對(duì)象，單擊該對(duì)象則可以打開相應(yīng)的屬性編輯器。(6) GUI應(yīng)用屬性設(shè)置編輯器（GUIDE Application Options）通過(guò)該編輯器可以設(shè)定GUI界面縮放形式、GUI對(duì)句柄操作的響應(yīng)方式，以及定義GUI的保存方式。這兩個(gè)按鈕用來(lái)控制用戶界面與DSP的通信?？瞻啄０蹇梢宰層脩糇杂稍O(shè)置個(gè)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?yàn)榭丶趧偨r(shí)，GUIDE給它們的都是默認(rèn)名，為了突出每個(gè)控件的個(gè)性，表現(xiàn)它的作用，要重新設(shè)置Tag的屬性。在用戶界面編輯窗口選中控件，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇View Callbacks→Callback,即可進(jìn)入控件相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)進(jìn)行代碼的編寫或添加，使之實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。其流程圖如圖24所示。 圖24退出按鈕回調(diào)函數(shù)流程圖 圖25下拉菜單回調(diào)函數(shù)流程圖回調(diào)函數(shù)別寫好后，在設(shè)計(jì)面板中選擇“run”命令，MATLAB會(huì)自動(dòng)調(diào)用程序代碼，調(diào)試成功后，通過(guò)選擇按鈕，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)函數(shù)的調(diào)用和執(zhí)行。比如調(diào)用燈光控制系統(tǒng)，可在其按鈕的回調(diào)函數(shù)中寫入以下代碼：lightcontrol。,39。set (lightcontrol,39。)。,39。set (lightcontrol,39。)。1．設(shè)置編譯器：在確定安裝好Matlab Compiler后，還需要對(duì)Compiler進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲?，方法是在Matlab命令窗口輸入：Mbuild –setup。、。服務(wù)器任務(wù)使用典型的客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。如圖31所示。圖32 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信基本流程套接字(socket)是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)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(lái)開發(fā)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。(2) 客戶端請(qǐng)求：是指由客戶端的套接字提出連接請(qǐng)求，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端socket。而服務(wù)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(qǐng)求。NDK采用緊湊的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了用較少的資源耗費(fèi)來(lái)支持TCP/IP。圖33 NDK中TCP/IP協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)圖33所示為NDK中TCP/IP協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)。使用DSP/BIOS所有與硬件有關(guān)的操作都必須借助操作系統(tǒng)本身提供的函數(shù)完成，應(yīng)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(yīng)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(wù)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(luò)通信協(xié)議。選中上一步鍵入的地址，單擊Identify則此UDP對(duì)象就加載到HardWare下的UDP工具中?？牲c(diǎn)擊Disconnect中斷和該對(duì)象的連接。Type39。RemoteHost39。RemotePort39。39。其中主要的屬性有：Type（對(duì)象類型），RemoteHost（遠(yuǎn)程主機(jī)名/IP），RemotePort（端口號(hào)，這里是8000），Tag（標(biāo)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(guān)，此時(shí)液晶顯示屏上應(yīng)顯示條狀彩條。下載好服務(wù)器端程序后，運(yùn)行客戶端的GUI界面，可以在MATLAB環(huán)境下運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行已生成的可執(zhí)行文件。若服務(wù)器端與客戶端的通信鏈路正常，CCS中“sdout”就會(huì)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(duì)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(shí)現(xiàn)服務(wù)器端的socket編程， ICETEKDM642AVM評(píng)估板與客戶端進(jìn)行通信，接收客戶端請(qǐng)求，執(zhí)行任務(wù)，體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)板上就是四個(gè)用戶指示燈模擬燈具的運(yùn)行模式，采用8421顯示接收到的數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本文完成的工作有：(1) 詳細(xì)