【正文】 特點 優(yōu)勢 1 智能家居 本終端作為智能家居的一部分，實現(xiàn)了實時監(jiān)測天然氣濃度和煙霧濃度，并且當(dāng)濃度超過設(shè)定閾值時，將通過無線的方式進行報警 智能終端 通過各種傳感電路檢測室內(nèi)的 天然氣 濃度 和 煙霧濃度 信息等 ,然后與預(yù)置的參數(shù) 閾值 進行比較 , 智能終端 根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的 報警信息，并且可以實時地顯示當(dāng)前時間室內(nèi)天然氣 濃度 和煙霧濃度信息 等參數(shù)值 ,并 可通過 WIFI， GPRS 等無線通訊方式及 時將各種監(jiān)控信息通知住戶 最后，本設(shè)計對以后研究工作的重點進行了思考，提出了自己的見解。智能天然氣監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 1 摘 要 生存環(huán)境的舒適與安全是人類永恒追求的物質(zhì)目標(biāo)。并將采集到的環(huán)境信息作為其他家庭設(shè)備運行時的參數(shù)，實現(xiàn)對環(huán)境的智能化控制。 1 本課題的意義 2 無線通信網(wǎng)絡(luò)的原理 4 2 無線天然氣監(jiān)控終端的硬件組成 6 天然氣傳感器模塊 13 設(shè)計要求 12 STM32 開發(fā)板 的硬件說明 20 STM32 開發(fā)板 的應(yīng)用 25 中斷觸發(fā)讀取網(wǎng)絡(luò)接收緩存 25 網(wǎng)絡(luò)實測 26 6 結(jié)論 31 致謝 33 智能天然氣監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 1 1 緒論 本 課題的提出及意義 生 存環(huán)境的舒適與安全是人類永恒追求的物質(zhì)目標(biāo)。本終端作為智能家居的一部分，實現(xiàn)了實時監(jiān)測天然氣濃度和煙霧濃度，并且當(dāng)濃度超過設(shè)定閾值時，將通過無線的方式進行報警 。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，兼?zhèn)浣ㄖ?網(wǎng)絡(luò)通信 、信息家電、設(shè)備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，提供全方位的信息交互功能，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，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的 安全性 ，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。 智能家居是一個居住環(huán)境，是以住宅為平臺安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)智能天然氣監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 2 境，實施智能家居系統(tǒng)的過程就稱為智能家居集成。安全防范技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，在小區(qū)及戶內(nèi)可視對 講、家庭監(jiān)控、家庭防盜報警、與家庭有關(guān)的小區(qū)一卡通等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。通俗地說，它是融合了自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)。對智能家居產(chǎn)品來說，最重要的是以實用為核心，摒棄掉那些華而不實，只能充作擺設(shè)的功能，產(chǎn)品以實用性、易用性和人性化為主。 可靠性 整個建筑的各個智能化子系統(tǒng)應(yīng)能二十四小時運 轉(zhuǎn)，系統(tǒng)的安全性、可靠性和容錯能力必須予以高度重視。如系統(tǒng)主機、終端與模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化接口設(shè)計，為家居智能系統(tǒng)外部廠商提供集 成的平臺，而且其功能可以擴展 ，當(dāng)需要增加功能時，不必再開挖管網(wǎng)，簡單可靠、方便節(jié)約。家庭智能化有一個顯著的特點，就是安裝、調(diào)試與維護的工作量非常大，需要大量的人力物力投入，成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。 輕巧型 “ 輕巧 ” 型智能家居產(chǎn)品顧名思義它是一種輕量級的智能家居系統(tǒng)。人們對于家庭智能天然氣監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 4 家電，儀器等等的自動化，智能化控制的要求早已經(jīng)提到了設(shè)計者們的設(shè)計計劃日程中。 無線通信網(wǎng)絡(luò)的原理 無線通信系統(tǒng)幾乎所有數(shù)據(jù)的傳輸與芯片控制都是通過 SPI 實現(xiàn)的。 單片機控制器需要對收發(fā)器各個寄存器進行設(shè)置。 收發(fā)器成功初始化后就可以開始數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收了，系統(tǒng)先通過 SPI 寫入電源管理命令字 Ox8228 打開發(fā)送寄存器并開始數(shù)據(jù)的傳送。 收發(fā)器的接收方式采用的是 FIFO 模式，在相應(yīng)的控制字都設(shè)置好后，引入的數(shù)據(jù)通過時鐘串入 16 位 FIFO 緩沖器內(nèi)，當(dāng) VDI 和同步格式識別電路指示潛在的真實數(shù)據(jù)接入，真實數(shù)據(jù)開始填充 FIFO。接下來需判斷接收到的第三字節(jié)是否為開始標(biāo)志位，若是繼續(xù)拋棄前二字節(jié)后開始數(shù)據(jù)的接收。 本 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 采用了 ST 公司的 CortexM3 內(nèi)核的 STM32 微處理器 STM32F107。 硬件 框圖如 下 圖所示 系統(tǒng)的設(shè)計采用了框架結(jié)構(gòu)將整個系統(tǒng)分為兩個 部分分別為 監(jiān)控終端部分和手機監(jiān)控 部分 ?？梢詫崟r獲取到煙霧和天然氣的濃度數(shù)據(jù)，并且可記錄數(shù)據(jù)， 顯示數(shù)據(jù)，并且可設(shè)置傳感器的報警閾值等參數(shù)。測試條件：開闊地視距，兩個模塊自行組網(wǎng)， 57600 波特率雙向互傳不丟包，輕松穿三層混泥土墻。 C 到 +85176。 它可作為任何配備有 SPI 的控制器的以太網(wǎng)接口。兩個專用的引腳用于連接 LED，進行網(wǎng)絡(luò)活動狀態(tài)指示。 3. 雙端口 RAM 緩沖器 —— 用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包。 7. PHY（物理層）模塊 —— 對雙絞線上的模擬數(shù)據(jù)進行編碼和譯碼。對代碼和數(shù)據(jù)的內(nèi)存要求量十分 小。 實現(xiàn)了以下協(xié)議?？梢酝ㄟ^ PC 的瀏覽器控制板子上的LED （ 3）實現(xiàn)了一個 UDP 服務(wù)器。網(wǎng)頁保存在 的 data_index_html 數(shù)組里， 是通過 amo 的編程小工具集合轉(zhuǎn)換 的。 否則采用自動協(xié)商的話，會判別開發(fā)板采用的是 10M 半雙工， 由于開發(fā)板默認(rèn)的 IP地址設(shè)置為 ， 需要將連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)置為 , 否則會引起不能正常通信。 。 stm32f10x ST 公司的標(biāo)準(zhǔn)庫，包含了關(guān)于 SPI的函數(shù)。 完成了 UDP數(shù)據(jù)包 的響應(yīng) USER這個組項包含了開發(fā)板的硬件驅(qū)動及主函數(shù) 例程的主函數(shù)。 VREF+(P21)采用 VDDA(P22)電源基準(zhǔn)。 啟動方式設(shè)置 Boot1— Boot0 （ P37， P94） : x0: 內(nèi)部程序存儲區(qū)啟動 01：系統(tǒng)存儲區(qū)啟動 (為異步通信 ISP 編程方式 )。系統(tǒng)的 時鐘經(jīng)過 PLL 模塊將時鐘提高到 72MHz。 SPI 存儲電路 D2 SST25VF016B （ 2M Bytes） CPU 采用 SPI1 端口 PA7SPI1MOSI （ P32 ）、PA6SPI1MISO （ P31）、 PA5SPI1SCK（ P30）、 PC4SPI1CS2（ P33 ）控制讀寫訪問 , SPI1 地址： 0x4000 3800 0x4000 3BFF 顯示及觸摸接口模塊 顯示器采用 ” TFT320X240LCD(控制器 ILI9325), 采用 CPU 的 FSMC 功能， LCD 片選 CS 采用 FSMC_NE1(P88)， FSMC_A16(P58)作為 LCD 的 RS 選擇， FSMC_nWE(P86)作為 LCD的 /WR, FSMC_nOE(P85)作為 LCD 的 /RD, LCD 的 RESET 腳用 CPU 的 PE1(P98) （ LCDRST）， FSMC_D0FSMC_D15 和 LCD 的 D1D8 D10D17 相互連接，觸摸屏接口采用 SPI1 接口，片選為 PB7SPI1CS3，由于 LCD 背光采用恒流源芯片 PT4101 控制，采用了 PWM 控制信號控制背光的明暗， PWM 信號由 PD13LIGHTPWM 來控制。 SPI1 地址： 0x4000 3800 0x4000 3BFF 數(shù)模轉(zhuǎn)換 DAC 當(dāng)要使用 DAC 功能時，將會影響到板子的網(wǎng)絡(luò)功能（網(wǎng)絡(luò)芯片的 SPI 的片選被占用），兩種功能不能同 時使用，在 DAC 功能時，擁有一路 CPU 自帶的 DAC 通道（ PA 4 D A C 1 ）， 通過端子座 XS13 的 6 腳引出。這個芯片屬于 STM32F103 系列的高容量芯片， QFP100 封裝， 主要特征： 64K 片內(nèi) SRAM 512K片內(nèi) FLASH。 4SDIO 接口 作為一個嵌入式的平臺，大容量 SD 存儲是必須考慮的， 可以在 SD 上 建立文件系統(tǒng)及大容量文件存取。近幾年，隨著應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展， 產(chǎn)品對嵌入式技術(shù)要求越來越高， 51 單片機已經(jīng)不能滿足復(fù)雜 嵌入式應(yīng)用要求， 在ARM 技術(shù)發(fā)展過程中， coretexM3內(nèi)核應(yīng)運而生，它的各項能力使得它成為 微控領(lǐng)域之王， STM32 是這種內(nèi)核的產(chǎn)物， 是目前 coretexM3 內(nèi)核平臺里最具性價比的平臺，可以預(yù)見，未來幾年里， STM32 會很快占據(jù)微控平臺市場。 在先了解了 STM32 的知識及奮斗 STM32 開發(fā)板的硬件后，我們來引導(dǎo)嘗試一下這個實際的過程。 第二步：安裝 MDK 編譯環(huán)境， MDK 安裝包在光盤根目錄的資料目錄下，文件名為 ，解開壓縮包，運行安裝文件， 安裝好 MDK 開發(fā)環(huán)境后，在 PC上運行 MDK， 打開例程目錄下的《 STM32LED 閃爍例程》工程文件 。 智能天然氣監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 23 對工程進行如下的仿真及下載環(huán)境設(shè)置。當(dāng)監(jiān)控終端檢測到測量數(shù)據(jù)超過預(yù)警值時，則主動向手機端發(fā)送預(yù)警信息，提示用戶注意。 名 稱： static void App_TaskStart(void* p_arg) 功 能：開始任務(wù)建立 static void App_TaskStart(void* p_arg) { (void) p_arg。 //建立其他的任務(wù) while (1) { uip_len = tapdev_read()。 } } 上述程序的子程序，具體實行操作初始化各個項目數(shù)值，并且讀取即時數(shù)據(jù)。AppTaskUserIFStk[APP_TASK_USER_IF_STK_SIZE1], //分配給任務(wù)的堆棧的棧頂指針 從頂向下遞減 APP_TASK_USER_IF_PRIO, //分配給任務(wù)的優(yōu)先級 APP_TASK_USER_IF_PRIO, //預(yù)備給以后版本的特殊標(biāo)識符，在現(xiàn)行版本同任務(wù)優(yōu)先級 (OS_STK *)amp。AppTaskKbdStk[APP_TASK_KBD_STK_SIZE1], APP_TASK_KBD_PRIO, APP_TASK_KBD_PRIO, (OS_STK *)amp。Task_ETHStk[0], Task_ETH_STK_SIZE, (void *)0, OS_TASK_OPT_STK_CHK|OS_TASK_OPT_STK_CLR)。 } 網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù) 接收到 IP 數(shù)據(jù)包 后，收集 ADC 采集到的數(shù)據(jù)，并通過 WIFI 向手機客戶端發(fā)送即時數(shù)據(jù)信息。err)。 unsigned char send_data[23]。 ADC_alarm1[1]= 0x30。 ADC_alarm2[0]= 0x32。 ADC_alarm2[4]= 0x00。 // memcpy(phone,15921023305,11)。 //ADC1 通道 10 的數(shù)值轉(zhuǎn)為字符串 itoa(ADC_ConvertedValue1[1], ADC_STR2,10)。 if ((ADC_ConvertedValue1[0]ADC_a1) || (ADC_ConvertedValue1[1]ADC_a2)) { memset(send_data,23,0)。 OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 10)。 // USART_OUT(USART2, \\r)。 USART_OUT(USART2, amp。 智能天然氣監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 30 USART_OUT(USART2, phone)。amp