【正文】 ..............................................................................35 總 結(jié) .......................................................................................................................36 致 謝 .......................................................................................................................37 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................38 附 錄 1 ...................................................................................................................39 附 錄 2 ...................................................................................................................44 基于 S3C2440 的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題背景 21 世紀(jì)是信息時(shí)代，各種電信新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。 鄭州科技學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于 S3C2440 的智能家 居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) I 基于 S3C2440 的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 智能家居又稱為數(shù)字家庭， 一般是指以計(jì)算機(jī)接口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，將各種家用數(shù)字化設(shè)備有機(jī)結(jié)合為一體的智能化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。自從 1876 年Alexander Graham Bell（貝爾）發(fā)明電話以來，世界各國的電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速，近十年來，中國的固定電話業(yè) 務(wù)呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長。這些高科技已經(jīng)影響到人們生活的方方面面，改變了人 們生活習(xí)慣，提高了人們生活質(zhì)量，家居智能化也正是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的。根據(jù)系統(tǒng)定制的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)不僅可以最大限度的利用硬件資源而且還避免了過于龐大的系統(tǒng)造成的系統(tǒng)冗余。 家居生活的智能化是當(dāng)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)最人性化的應(yīng)用，給人們的家居生活帶來了全新的感受。當(dāng)時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)的概念就是利用產(chǎn)品電子代碼 EPC，還有我們的射頻識(shí)別技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)還僅限于互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)物品的互聯(lián)互通。在 20xx 年 IBM 提出：互聯(lián)網(wǎng) +物聯(lián)網(wǎng) =智慧地球，就是把傳感器設(shè)備安裝到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且普遍鏈接成網(wǎng)路，及“物聯(lián)網(wǎng)”。 廣義的物聯(lián)網(wǎng)概念就是利用自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，這里包括條碼、射頻、全球定位等按照標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與物、物與物在任何時(shí)候任何地點(diǎn)的鏈接，顯著的特點(diǎn)就是智能化、進(jìn)行信息交換和通信、以實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理，構(gòu)建成為一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系。家居智能化技術(shù)起源于美國，它是以家為平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 研究目的及意義 智能家居控制系統(tǒng)可以定義為一個(gè)過程或者一個(gè)系統(tǒng)。 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化功能可以提供遙控：家電（電視，空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、可編程定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段。今天，借助電話控制或互聯(lián)網(wǎng)，您幾乎可以在任何地方、任何時(shí)候監(jiān)控您的家居狀況，為您的家居生活帶來前所未有的方便。用戶可以通過 GPRS模組上的 RS232接口和 PC機(jī)直接相連接使用，通過 AD轉(zhuǎn)換模塊檢測(cè)溫度變化，電源部分則為各個(gè)部分提供工作電源。 比較論證 : 方法一 MCS51單片機(jī)功能較少，不含有模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能 ,因此需增加一些外圍電路來實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能 ,使電路復(fù)雜化 ,精確度不高，且采樣速率偏低。 顯示部分 方案一 : 采用數(shù)碼管顯示。 服務(wù)器部分 方案一 : 采用 TCP或 UDP服務(wù)器。（如圖 ~圖 ） 圖 (登錄 界面 ) 基于 S3C2440 的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 圖 (系統(tǒng)設(shè) 置平臺(tái) ) 本地控制 在本地用 QT方法實(shí)現(xiàn) UI,并完成對(duì)住宅內(nèi)設(shè)備信息的讀取及控制等操作，從而完成對(duì)住宅的管理?？傮w方案的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)被控對(duì)象的任務(wù)及工藝要求而確定的。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇一方面要與控制算法匹配，另一方面要根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際情況確定。而把微處理器面向工控領(lǐng)域?qū)ο螅度氲焦た貞?yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)稱之為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡稱嵌入式系統(tǒng)。 3） 存儲(chǔ)器支持 、 、 、 。 （ 2） 內(nèi)核結(jié)構(gòu)： 采用 ARM920T 內(nèi)核，具有 16KB 指令 Cache、 16KB 數(shù)據(jù) Cache 和存儲(chǔ)器管理單元 MMU，指令高速存儲(chǔ)緩沖器（ ICache），數(shù)據(jù)高速存儲(chǔ)緩沖器（ Dcache）提高指令執(zhí)行效率及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率，減少主存帶寬 和響應(yīng)性帶來的影響，加強(qiáng)的 ARM 體系結(jié)構(gòu) MMU，用于支持 winCE、 linux 等操作系統(tǒng)，內(nèi)部高級(jí)微控制總線（ AMBA）體系結(jié)構(gòu)（ ， AHB/APB）。 4） 總共有 8 個(gè)存儲(chǔ)器 bank（ bank0—bank7），其中， bank0bank5 為固定128MB， bank6 和 bank7 的容量可編程改變，可以是 1 3 6 128MB，最大共 1GB。 6） s3c2440 支持兩種啟動(dòng)方式： NOR FLASH 啟動(dòng)，即代碼直接寫入 NOR FLASH，運(yùn)行時(shí)直接在 NOR FLASH 上運(yùn)行。模組使用標(biāo)準(zhǔn)的 UART 串行通信接口與主芯片進(jìn)行通信，可以 與任何帶有通用 UART 串行通信接口的控制器進(jìn)行連接。 （ 4）支持包交換廣播控制通道（ PBCCH）。 GPRS 模組需通過 J4 的電源開關(guān)信號(hào)（ PWRKEY）輸入引腳向 GPRS 模組輸入如圖 所示的上電時(shí)序 GPRS 才能被啟動(dòng)，啟動(dòng)后 GPRS 的信號(hào)指示燈會(huì)閃爍。傳感器將傳感元件和信號(hào)處理電路集成在一塊微型電路板上，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)。 SHT1x： 實(shí) 基于 S3C2440 的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 物圖 如圖 ： 圖 (sht10 實(shí)物 ) 接口定義如圖 ： 引腳 名稱 描述 1 GND 地 2 DATE 串行數(shù)據(jù) 3 SCK 串行時(shí)鐘，輸入口 4 VDD 電源 NC NC 必須為空 圖 （接口定義圖） SHT1x 的供電電壓范圍為 , 建議供電電壓為 。由于接口包含了完全靜態(tài) 基于 S3C2440 的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 邏輯，因而不存在最小 SCK 頻率。紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，按照功能能夠分成五類： 1）輻射計(jì)，用于輻射和光譜測(cè)量； 2）搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤； 3）熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖像； 4）紅外測(cè)距和通信系統(tǒng)； 5）混合系統(tǒng)，是指以上各類系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。在本系統(tǒng)中 ,采用了芯片 s3c2440 完成從 12V 到5V 的轉(zhuǎn)換 ,必須特別注意的是 ,如圖 由 s3c2440 芯片完成 開關(guān)電源轉(zhuǎn)換需要大功率的電感 (100uH)和電容 ,以提高儲(chǔ)能的能力 ,達(dá)到單元電路的耗電需求。 除了核心程序以外，一個(gè)操作系統(tǒng)還需要其它的系統(tǒng)程序跟應(yīng)用程序才有實(shí)用性， Linux 系統(tǒng)中常用的系統(tǒng)程序大部份是美國自由軟件基金會(huì) (Free Software Foundation) 開發(fā)出來的軟件，而且也有不少機(jī)構(gòu)或個(gè)人為 Linux 開發(fā)應(yīng)用程序，這些程序一樣大多都是自由軟件，任何人都可以免費(fèi)的在網(wǎng)絡(luò)上取得，不過自行去取得這些程序再一一安裝非常不便，于是有些公司或團(tuán)體就會(huì)去搜集、整合 Linux 上的程序，把「核心 系統(tǒng)程序 應(yīng)用程序」總合起來構(gòu)成一個(gè)完整的操作系統(tǒng)，讓一般使用者可以 簡便的安裝完整個(gè)系統(tǒng)，這就是所謂的「安裝軟件包」 (distribution)，我們一般講的 Linux 系統(tǒng)便是針對(duì)這些安裝軟件包而言，同樣是 Linux 系統(tǒng)，卻分成不同公司、機(jī)構(gòu)整合出來的不同安裝軟件包，這就是大家常常在網(wǎng)絡(luò)上看到 Linux 有那么多「種」的原因。然而，今日的 Linux 已非吳下阿蒙， KDE、 Gimp、 Gnome 等計(jì)劃相繼地開展，為 X 提供了更多圖形接口的桌面操作環(huán)境和應(yīng)用軟件。 Boa 服務(wù)器 Boa 簡介 Boa 是一款單任務(wù)的 HTTP 服 務(wù)器 , 與其他傳統(tǒng)的 Web 服務(wù)器不同的是當(dāng)有連接請(qǐng)求到來時(shí) , 它并不為每個(gè)連接單獨(dú)創(chuàng)建進(jìn)程 , 也不通過復(fù)制自身進(jìn)程來處理多鏈接 , 而是通過建立 HTTP 請(qǐng)求列表來處理多路 HTTP 連接請(qǐng)求 , 同時(shí)它只為 CGI 程序創(chuàng)建新的進(jìn)程 , 這樣就在最大程度上節(jié)省了系統(tǒng)資源 , 這對(duì)嵌入式系統(tǒng)來說至關(guān)重要 . 同時(shí)它還具有自動(dòng)生成目錄、自動(dòng)解壓文件等功能 , 因此 , Boa 具有很高的 HTTP 請(qǐng)求處理速度和效率 , 在嵌入式系統(tǒng)中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。 如果請(qǐng)求方法為 POST, 則將客戶發(fā)送過來的表單信息傳送給相應(yīng)的CGI 程序 , 作為 CGI 的參數(shù)來執(zhí)行 CGI 程序 , 并將執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給客戶端瀏覽器。 CGI 并不是一種語言，而是可以被其他語言所應(yīng)用的一個(gè)規(guī)范集。 CGI 是一段程序，它運(yùn)行在 Server 上，提供同客戶端 Html頁面的接口。 2）服務(wù)器接收用戶請(qǐng)求并交給 CGI 程序處理。 1） CGI 程序的輸出： CGI 程序中的標(biāo)準(zhǔn)輸出是經(jīng)過重定向了的。 CGI 程序第一行輸出的內(nèi)容必須是： ContentType:text/html 這個(gè)輸出作為 HTML 的文件頭。 Qt 的介紹 Qt 是一個(gè)跨平臺(tái)的 C++ 圖形用戶界面庫，由挪威 TrollTech 公司于1995 年底出品。 Qt 提供了一種稱為 signals/slots 的安全類型來替代 callback，這使得各個(gè)元件之間的協(xié)同工作變得十分簡單。 AT 命令 AT 命令集簡介 AT 即 Attention， AT 命令集是從 TE(Terminal Equipment )或 DTE(Data Terminal Equipment)向 TA(Terminal Adapter)或 DCE(Data Circuit Terminating Equipment)發(fā)送的。 每個(gè) AT 命令行必須以 “AT”為前綴開始，以 ?\r?結(jié)束。詳細(xì)的 AT 命令說明請(qǐng)參考《 SIM300 AT Command Set》。 AT+CHFA=? AT+CHFA=stat 切換聲 音通道。] 撥號(hào)，建立會(huì)話、數(shù)據(jù)或傳真等業(yè)務(wù)。 AT+CMGS=? AT+CMGS= da [ ,toda ] AT+CMGS= length 發(fā)送短消息。 逗號(hào)后即音量大小是對(duì)方聽到你的聲音大小?！碧?hào) 掛機(jī)： ATH （ 7）二次拔號(hào) 電話中撥號(hào)： AT+VTS=? ?為要撥的號(hào)碼 比如打 10086 后選擇普通話服務(wù) AT+VTS=1 （ 8）接電話 響 應(yīng)： RING 有來電 基于 S3C2440 的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 命 令： ATA 應(yīng)答此來電 響 應(yīng)： OK 接受呼叫 命 令： ATH 掛斷電話 響 應(yīng) ： NO CARRIER 電話已切斷 （ 9） 來電顯示 開來電顯示： AT+CLIP=1 GPRS 模組會(huì)每隔一會(huì)發(fā)： +CLIP: 13718967047,161,0 關(guān)來電顯示： AT+CLIP=0 GPRS短信功能的實(shí)現(xiàn) （ 1） 設(shè)置短消息模式 AT+CMGF =n n=0 時(shí)，選擇 PDU 模式：只能發(fā)英文 n=1 時(shí)，選擇文本模式：可發(fā)中文 執(zhí)行命令后，模塊返回 OK。一般不設(shè)置。 （ 7） 刪除短消息 發(fā)送 AT+CMGD=index,index是短消息在當(dāng)前存儲(chǔ)區(qū)的索引號(hào)，正確執(zhí)行該命令后，模塊返回 OK；否則返回 ERROR。這個(gè)設(shè)定是在 文件中定義的，因此必須在編譯之前進(jìn)行修改在編譯之前進(jìn)行修改 define SERVER_ROOT etc/boa_conf 為 define SERVER_ROOT“ /mnt/Smart_home/boa/boa_conf ”，改變存放路徑。 HTML 的簡介 什么是 HTML （ 1） HTML 是用來描述網(wǎng)頁的語言。 （ 5） HTML