【正文】 2 1 系統(tǒng)整體分析與方案論證 項(xiàng)目 方案分析 項(xiàng)目需求 分析 結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際需要，以及 現(xiàn)在人們對 智能家居的理解，確定了一下該智能家居項(xiàng)目應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能，最終定下功能目標(biāo)主要分為四大部分： 一、能過利用 Zigbee 組網(wǎng)對家庭內(nèi)的震動(dòng)、聲音、火焰、煙霧進(jìn)行監(jiān)控。 項(xiàng)目初步方案設(shè)計(jì) 結(jié)合最初設(shè)定的四大基本功能，以及現(xiàn)在所掌握的知識能力，初步的構(gòu)建一套設(shè)計(jì)方案 如圖 11 所示。最后設(shè)計(jì)方案更改如圖 12。雖然嵌入式微處理器的體系架構(gòu)如今已經(jīng)非常豐富，包括 MCS51— 9 Intel80x8 MIPS、 POWERPC、 ARM，但是 ARM 以其運(yùn)算速度快，體積小，功耗低的特 點(diǎn)，已經(jīng)在如今的嵌入式移動(dòng)終端設(shè)備中大展拳腳，使它成為移動(dòng)終端設(shè)備中的寵兒。且封裝形式多樣能夠適應(yīng)各種環(huán)境。之前 這項(xiàng)通信技術(shù) 也被稱 作 HomeRF Lite、RF EasyLink 或 fireFly 無線電 技術(shù)。 ZigBee 技術(shù)特點(diǎn) ZigBee 說到底 是一種可 以工作在三個(gè)頻段上的無線傳輸技術(shù)，分別是 全球通用的 、 歐洲支持的 868MHz和 能在美國使用的 915 MHz3 上 , 分別 能夠達(dá)到 最高 250kbit/s、 20kbit/s 和 40kbit/s 的 傳輸速率 。 （ 3） 時(shí)延短： 所謂時(shí)延短是指設(shè)備搜索設(shè)備到激活設(shè)備到最后信道接入的總時(shí)間， Zigbee 的時(shí)延大約為 45ms。 （ 6） 安全 度高 ： ZigBee 提供了基于 循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能 ,支持鑒權(quán)和認(rèn)證，采用了 AES128 的 加密算法 ,每個(gè) 應(yīng)用可以確定 其安全屬性 的高低 [3]。執(zhí)行裝置又被叫做被控對象，可以接受 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù)。 EOS 實(shí)時(shí)性一般較強(qiáng)，可用于各種設(shè)備控制中。提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持 TCP/IP 協(xié)議及其他協(xié)議，提供 TCP/UDP/IP/PPP 協(xié)議支持 及統(tǒng)一的 MAC 訪問層接口，為各種移動(dòng)計(jì)算設(shè)備預(yù)留接口。 （ 6）固化代碼。 嵌入式應(yīng)用及發(fā)展前景 嵌入式控制期間基本上囊括了生活的方方面面，比如 消費(fèi) mp手機(jī)、電梯、汽車、 數(shù)字電視 、 微波爐 、 數(shù)碼相機(jī) 、空調(diào)、 交換機(jī) 、 路由器 ...衛(wèi)星、航天飛機(jī)、月球探測儀、控制主機(jī)， 智能監(jiān)控 [6]。即一個(gè) Zigbee 上分別搭載了火焰、震動(dòng)、水滴、聲音傳感器。 以下是 Zigbee 模塊部分代碼的詳解： 首先是發(fā)送函數(shù) appSwitch() ； if(basicRfInit(amp。 while (TRUE) { pTxData[0] = KeyScan()。 Appswich（）函數(shù)進(jìn)來之后，首先是一個(gè)錯(cuò)誤返回機(jī)制，如果兩個(gè) Zigbee 連接不成功，會(huì)返回 fail。由于使用的是四個(gè)開關(guān)量傳感器，這里作為四個(gè)按鍵，不停地對連接了四個(gè)傳感器的 IO 關(guān)鍵進(jìn)行按鍵掃描，獲取相應(yīng)的鍵值，并賦值給 Pxdata[]數(shù)組，并使用系統(tǒng)調(diào)用函數(shù) basicRfSendPacket（）將信息發(fā)送出去。 if(basicRfInit(amp。 while (TRUE) { while(!basicRfPacketIsReady())。 UartSend_String(pRxData,1)。 圖 31 超級終端截圖 同時(shí) Zigbee 也可以接受來自超級終端的數(shù)據(jù)（在這里超級終端作為開發(fā)板的一個(gè)替代品），如圖 32 在超級終端發(fā)送 ledon 命令， Zigbee 的一個(gè) IO 管教被拉高， led 燈亮發(fā)送 ledoff， led 燈滅如圖 32。 temp = U0DBUF。 Hmanager：基于 QT的 PC 端圖形控制程序。每一個(gè)注冊消息的進(jìn)程只要成功注冊了，就會(huì)在表里新增一個(gè)項(xiàng)，記錄該進(jìn)程注冊的消息號和進(jìn)程號。如此就完成了一次數(shù)據(jù)通信。然后是接收發(fā)送類型消息，查找到已經(jīng)被綁定的消息函數(shù)對，匹配出相 同的消息，最后運(yùn)行對應(yīng)的函數(shù)。 這絕對是最常用也是最重要的函數(shù)，因?yàn)樗仨氃谧韵⒅斑\(yùn)行，但是每個(gè)進(jìn)程只需要運(yùn)行一次。 參數(shù) ipaddr 表示接受平 臺的 ip。 參數(shù) cmd，表示發(fā)送者要發(fā)送給接受者的命令。 char hello[20]=hello。 添加到 源文件的核心代碼： int test_func(struct emi_msg *msg){ printf(msgcmd %d, msgdata %s\n,msgcmd, msgdata)。 while(1){ sleep(1)。 環(huán)境部署以及 eh_server 基于 ARMcortexA8 內(nèi)核的嵌入式智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 15 下面來大體介紹下 eh_server， eh_serve 主要實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)功能，即便利指定的文件夾，找到以 .so 結(jié)尾的文件，并生成一個(gè)列表，調(diào)用 .So 文件里的函數(shù)。 在 ehome/rootfs/home 目錄內(nèi)新建 bin,etc,lib,receiver,trigger 等目錄。 進(jìn)入新項(xiàng)目根目錄 ,新建 eh_server 相關(guān)文件夾。 sudo vim /etc/exports 在該文件中添加一行內(nèi)容 : /home/workdir/ehome/rootfs *(rw,no_root_squash,no_subtree_check,sync) 重啟 NFS 服務(wù) : /etc/啟動(dòng)開發(fā)板 ,修改開發(fā)板的啟動(dòng)選項(xiàng) , 使用原有內(nèi)核啟動(dòng) nfs 根文件系統(tǒng)。 代碼修改后如下： emi_msg_send_highlevel_blockreturn(,12345678,6,hello,4,buf, 5)。 包含一個(gè)取消按鈕，一個(gè)確定按鈕，一個(gè) ip 地址輸入框和一個(gè) 密碼輸入框。開發(fā)板受到 Qt 傳來的密碼，跟預(yù)先保存在本地文件中的密碼進(jìn)行比較，如果一致 , 則說明認(rèn)證成功，將成功結(jié)果返回給 Qt 程序，否則認(rèn)證失敗。 在 load(qt_config)之前添加兩行： QMAKE_INCDIR_QT = /home/tarena/ehome/qtlib/buildqt/include QMAKE_LIBDIR_QT=/home/tarena/ehome/qtlib/buildqt/lib 基于 ARMcortexA8 內(nèi)核的嵌入式智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 19 /home/ehome/qtlib/buildtslib/lib/ （ 3） 進(jìn) 入到 pc 目錄下的 qt 源碼目錄內(nèi)， 復(fù)制原有的 qt 項(xiàng)目工程文件 為 ，編輯該文件，修改 INCLUDEPATH 以及 LIBS 兩行為： INCLUDEPATH += ../../libs/include/ ../../eh_server/ LIBS += L ../../libs/lib/ lemi lts 同時(shí)添加 : DEFINES += ONBOARD 修改原來的 TARGET 變量 ： TARGET = bdehmanager 該變量決定了編譯完成的程序叫什么名字。 MainWindow mainwindow。 imFrame *im=new imFrame。 if (() == QDialog::Accepted) { MainWindow mainwindow。 } endif 到此為止項(xiàng)目的架構(gòu)已經(jīng)基本上搭建完成，下面需要對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行整合 QT 登錄界面的 制作和移植 準(zhǔn)備工作。 由于開發(fā)板在啟動(dòng)的時(shí)候需要有一個(gè)默認(rèn) IP 地址， 因此 , 結(jié)合上述腳本 ,需要在開發(fā)板的 /home/etc/目錄下建立一個(gè)名為 config 的文件， 將想要設(shè)置的默認(rèn) IP 地址保存到該文件中： 比如 , 假設(shè)開發(fā)板默認(rèn) IP 地址為 ： echo ~/ehome/rootfs/home/etc/config 基于 ARMcortexA8 內(nèi)核的嵌入式智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 21 同時(shí)，開發(fā)板使用的驅(qū)動(dòng)程序也需要在自啟動(dòng)時(shí)加載，因此結(jié)合上述腳本，需要把驅(qū)動(dòng)程序存放到開發(fā)板 /home/modules/目錄下。 同時(shí)為了保證在開發(fā)板中實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候 , 根文件系統(tǒng)能夠成功掛載應(yīng)用程序文件系統(tǒng)，根文件系統(tǒng)的啟動(dòng)腳本需要添加一行。 首先復(fù)制工具 : mkdir – p ~/ehome/tools/ cp ~/user/tools/mkyaffs2image ~/ehome/tools 然后使用該工具將 rootfs 的 home 目錄下的程序生成 yaffs 文件系統(tǒng)映像 : ~/ehome/tools/mkyaffs2image ~/ehome/rootfs/home/ images/ chmod 666 images/ 就是的應(yīng)用程序文件系統(tǒng)。否者，內(nèi)核無需重寫。 bootm 500080 基于 ARMcortexA8 內(nèi)核的嵌入式智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 23 4 總結(jié) 本系統(tǒng)主要研究智能家居系統(tǒng)軟、硬件電路設(shè)計(jì)問題，生成的電路離形成產(chǎn)品還有很大差距，只是 一個(gè)小型的模型，但是具備智能家居的基本功能。當(dāng)然在項(xiàng) 目制作過程中還是遇到了非常多的問題。 接著是 zigbee 的調(diào)試部分，因?yàn)榻?jīng)費(fèi)有限，需要在一個(gè) zigbee 中安裝多個(gè)傳感器。 首 先感謝我的指導(dǎo)教師劉金梅老師以及通信專業(yè)負(fù)責(zé)人李吉忠老師，劉金梅老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，一直是傳達(dá)著學(xué)校、學(xué)院的安排，在老師的督促下我提前完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作，并聽取了我對畢業(yè)設(shè)計(jì)的講解，并提出了寶貴的意見，而李吉忠老師是大二將我?guī)нM(jìn)了通信實(shí)驗(yàn)室，那時(shí)候的我雖然成績不理想但是李老師本著對同學(xué)負(fù)責(zé)的態(tài)度，在看到我對硬件開發(fā)有著濃厚興趣的前提下，堅(jiān)持將我?guī)У搅送ㄐ艑?shí)驗(yàn)室。無論是技術(shù)上還是生活上他們都給于我了巨大的支持和理解。感謝學(xué)校對我的培養(yǎng)，走出校門，參加工作之后我會(huì)繼續(xù)保持這一顆積極向上的狀態(tài)，面對生活，面對未來。在這里我要感謝你們對我的幫助 最后我要感謝 linux 創(chuàng)造者， linux 的開發(fā)者們，謝謝你們，是你們的開源的精神，分享的精神幫助我完成了本次設(shè)計(jì)，如果不是你們的開源精神，今天也不會(huì)有這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)，我也會(huì)在日后的開發(fā)中繼承這樣的精神，將開源精神發(fā)揚(yáng)光大。在這里我對兩位老師表