【正文】 它可以用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)等。而 sR 的下降則會導(dǎo)致 MQ2 的 4 腳、 6 腳對地輸出的電壓增大，所以氣體濃度增大，其輸出電壓也會增大 。讀出溫度值，然后利用 copy_to_user 函數(shù)返回給用戶層。 要控制家電，首先系統(tǒng)要識別是什么用戶向系統(tǒng)發(fā)送了消息，而且系統(tǒng)還要識別受到消息的內(nèi)容 ，從而對家電進(jìn)行控制。 發(fā)送數(shù)據(jù)： char buffer[1024]。 S3C2440 本身自帶了 3 個串口 UART0、 2，其中 UART0做了 RS232 電平轉(zhuǎn)換， UART UART2 輸出的點(diǎn)平是 TTL 電平，但是從 NFS 啟動系統(tǒng)需要用到 UART0， 我們開發(fā)時用到 UART2， 中間經(jīng)過 232 電路與 GSM 模塊連接。首先把內(nèi)核代碼解壓安 裝在 工 作目錄 optFriendlyARMmini2440 ， 進(jìn) 入內(nèi)核代 碼根目錄， 執(zhí)行“ cp config_mini2440_t35 .config_t35‖使用缺省的配置文件。一個同時裝有 BootLoader、內(nèi)核 的啟動參數(shù)、內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像的固態(tài)存儲設(shè)備的典型空間分配結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 空間分配結(jié)構(gòu)圖 BootLoader 介紹 簡單的說 bootloader 是一段程序，它的作用就是加載操作系統(tǒng)， BootLoader（引導(dǎo)加載程序）是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段軟件代碼 [12]。此次設(shè)計(jì)用開發(fā)板自動的 armqtopia 設(shè)計(jì) qt 運(yùn)行界面。操作系統(tǒng)的主要目的是方便開發(fā)友好的人機(jī)界面，縮短開發(fā)周期，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其它有些實(shí)時操作系統(tǒng)由于比較封閉，開發(fā)時可以利用的資源比較少，因此多數(shù)功能需要自己獨(dú)立開發(fā)，從而影響開發(fā)進(jìn)度。這個模塊化、可自訂的作業(yè)系統(tǒng)將 Windows 平臺延伸到桌面之外，到達(dá)更小、更機(jī)動性、更特別的裝置之上，然而它的 Windows 血統(tǒng)則確保了它的相容性，并且支援了更廣泛的開發(fā)基礎(chǔ)。μ COSII 是一種免費(fèi)、開放源代碼、結(jié)構(gòu)小巧、基于可搶占優(yōu)先級調(diào)度的實(shí)時操作系統(tǒng)，其內(nèi)核提供任務(wù)調(diào)度與管理、時間管理、任務(wù)間同步與通信、內(nèi)存管理和中斷服務(wù)等功能。當(dāng)收到特定的短信要把家電打開時， MCU 通過打開繼電器給插座上電，即可打開家電，當(dāng)需要關(guān)閉家電時，也是通過繼電器關(guān)閉家電。 ? ?RLsL RLVc VR RV?? (式 ) 光電傳感器 光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見紫外光輻 射）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。 ? 測量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送。 本系統(tǒng)采用 TC35 對家電進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控， TC35 的主要特征如下： ? 信息傳送內(nèi)容：語音和數(shù)據(jù)。 我國的智能家居相對于國外起步較晚， 尚未形成一定的國家標(biāo)準(zhǔn)。此外，日韓新等國的龍頭企業(yè)紛紛致力于家居智能化的開發(fā)，對家居市場更是躍躍欲試。 本設(shè)計(jì)利用 32位嵌入式 ARM處理器 S3C2440作為智能家居控制系統(tǒng)的核心控制器 ，運(yùn)用高性能、接口 豐富、方便移植與擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，并且利用嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)時性強(qiáng)、可靠性高、資源豐富等優(yōu)勢，將嵌入式技術(shù)作為智能家居控制器的開發(fā)平臺，使智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)能夠變 為在嵌入式平臺上的二次開發(fā)，從而縮短開發(fā)周期，并且節(jié)約資源。 “智能家居”，又稱智能住宅，是通過采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和綜合布線技術(shù)，建立一個由家庭安全防護(hù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)和家庭自動化系統(tǒng)等組成的家庭服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)全面、安全、舒適的居住環(huán)境以及便利的通訊網(wǎng)絡(luò)家庭住宅。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的 規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。把與家庭生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起統(tǒng)一管理，使生活舒適、安全、和高效，具有良好的發(fā)展前景。 該設(shè)計(jì) 通過對智能家居系統(tǒng)的分析，確定了總體架構(gòu)設(shè)計(jì)。 目前市場上出現(xiàn)得智能家居控制系統(tǒng)主要有： （ 1） X10 系統(tǒng)（美國），該系統(tǒng)是利用電力線作為網(wǎng)絡(luò)平臺，采用集中控制方式實(shí)現(xiàn)。目前，主要采用國外的一些技術(shù)產(chǎn)品，但也有一些企業(yè)推出了自己的產(chǎn)品，主要有： （ 1） e 家庭（ 海爾），該系列產(chǎn)品以海爾電腦作為控制中心，各種網(wǎng)絡(luò)家電作為終端設(shè)備，海爾移動電話作為移動數(shù)字控制中心。 ? 電源：單電源 ～ 。 ? 不需要外圍任何元件。光電傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。 圖 繼電器原理圖 ARM 是一個弱電器件 ,一般情況下它們大都工作在電壓為 5V 甚至更低、驅(qū)動電流在 mA 級以下，而要把它的輸出用于一些大功率場合，比如控制步進(jìn)電機(jī)，很顯然是不可行的。 μ COSII 主要面向中小型嵌入式系統(tǒng)，具有執(zhí) 行效率高、占用空間小、結(jié)構(gòu)簡潔、實(shí)時性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，最小內(nèi)核可編譯至 2KB，一般情況下占用 10KB數(shù)量級。目前，網(wǎng)絡(luò)上研究 WinCE 的開發(fā)團(tuán)隊(duì)越來越多，其資源也逐漸豐富起來 ，可以說是新的趨勢。近來的市場需求顯示，越來越多的嵌入式系統(tǒng)，均要求提供全功能的 Web 瀏覽器。 嵌入式操作系統(tǒng)選擇了嵌入式Linux[10]。 建立交叉編譯環(huán)境 在 Linux 平臺下，要為開發(fā)板編譯內(nèi)核，圖形界面 Qtopia， bootloader，還有其他一些應(yīng)用程序，均需要交叉編譯工具鏈。通過這段代碼實(shí)現(xiàn)硬件的初始化，建立內(nèi)存空間的映射圖，為操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好硬件環(huán)境并引導(dǎo)內(nèi)核的啟動。然后執(zhí)行“ make menuconfig‖，打開內(nèi)核配置界面，配置好內(nèi)核后通過執(zhí)行“ make zImage‖命令編譯內(nèi)核，編譯結(jié)束后在 archarmboot 目錄下生成 Linux 內(nèi)核映像文件 zImage。開發(fā)板的內(nèi)核源代碼自帶了串口驅(qū)動程序 ， 在開發(fā)時我們不需要自己編寫驅(qū)動。 int Length=1024。 系統(tǒng)首先保存用戶的電話號碼，當(dāng)用戶收到消息時，首先判斷是否是智能家居系統(tǒng)對家電發(fā)送了消息，如果是系統(tǒng)的主人發(fā)送的控制命令， 系統(tǒng)接著 對短信進(jìn)行解析， 最后 控制器對家電進(jìn)行控制。 為便于調(diào)試，該驅(qū)動模塊沒有內(nèi)核驅(qū)動方式配置，而是以模塊方式配置，所以每次使用的時候必須通過運(yùn)行 insmod 命令加載模塊。 S3C2440開發(fā)板的 AD轉(zhuǎn)換器會把輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成 01023之間的數(shù)字，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字越大，說明電壓越大即 煙霧濃度越大。 如下圖所示，光電傳感器有三個引腳，紅線和綠線分別連接電源正負(fù)極，黃線是信號輸出線 ，當(dāng)傳感器沒有檢測到東西時，信號線輸出高電 平信號，當(dāng)傳感器感應(yīng)到前方有東西時，輸出低電平信號 。光電傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。若氣體濃度上升，必將導(dǎo)致 sR 下降。往 DS18B20 寫數(shù)據(jù) 4： static ssize_t ds18b20_read(struct file *file,char __user *buf,size_t count,loff_t *f_pos)。 本設(shè)計(jì)中， 用發(fā)送短信主要是為了實(shí)現(xiàn)家電遠(yuǎn)程監(jiān)視的功能，當(dāng)用戶發(fā)送檢測家電的請求時，系統(tǒng)通過發(fā)送英文短信向用戶反饋家電的工作狀態(tài) ，從而達(dá)到檢 測家電的功能 。設(shè)置好串口之后 ， 就可以通過把串口當(dāng)作文件讀寫了。 GSM 遠(yuǎn)程控制模塊的實(shí)現(xiàn) mini2440 串口的配置 和實(shí)現(xiàn) 在實(shí)際程序設(shè)計(jì)過程中主要包括兩個組成部分 ， 其一是串口的硬件驅(qū)動程序，其二是文件系統(tǒng) 上的應(yīng)用程序。 Linux 內(nèi)核源代碼很龐大，想要短時間內(nèi)讀懂大部分內(nèi)核源代碼幾乎是不可能的，此次設(shè)計(jì)用的是開發(fā)板自帶的內(nèi)核，版本號是 。 （ 3） 文件系統(tǒng)，包括了系統(tǒng)命令和應(yīng)用程序。 在操作終端上創(chuàng)建工 作目錄 optFriendlyARMmini2440，在此終端上解壓安裝源代碼，此次用的是內(nèi)核自帶的內(nèi)核源代碼 : 。 智能家居系統(tǒng)并不需要很嚴(yán)格的實(shí)時性，而且在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵任務(wù)將可以由可編程器件實(shí)現(xiàn)，僅向系統(tǒng)提供一個狀態(tài)信息。集中精力研發(fā)出產(chǎn)品的特色，其他功能盡量由操作系統(tǒng)附加或采用第三方產(chǎn)品，因此操作系統(tǒng)的可利用資源對于選型是一個重要的參考條件， Linux 和 WinCE 都有大量的資源可以利用，這是他們被 看好的重要原因。 Windows CE 為工作、家庭及其間的任何一部分開啟了動態(tài)的、嶄新的開發(fā)遠(yuǎn)景。 ? μCOS II μ COS 是美國人 Jean Labrosse 在 1992 年開發(fā)的一個嵌入式操作系統(tǒng) [8]，并于1998 年推出了它的升級版本μ COSII。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 MQ2 的主要特征如下： ? 工作溫度： 10℃～ +50℃ ? 報(bào)警濃度： ～ %FT ? 工作濕度： 10～ 90% ? 工作電源： 12VDC9VDC ? 信號輸出：常開常閉 ? 安裝方式：吸頂 ? 外殼：阻燃樹脂 ? 產(chǎn)品尺寸：直徑 105mm 厚度 32mm 圖 MQ2 引腳接線圖 根據(jù) MQ2 的工作原理（其電導(dǎo)率隨著氣體濃度的增大而增大，其電阻是電導(dǎo)率的倒數(shù)，所以隨著煙霧濃度的增大其電阻是減小的）并且參考圖 MQ2Datasheet 上的測試電路，在根據(jù)圖 的電路圖，可以得到 煙霧傳感器的輸出電壓如式 所示。 ? 先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線公話以及無線 POS 終端等領(lǐng)域您都能看到 TC35 無線模塊在發(fā)揮作用。據(jù)建設(shè)部要求，截止今年，我國將有 70%以上的家庭擁有 Inter 入網(wǎng)設(shè)備，大中城市中 50%的住宅要實(shí)現(xiàn)智能化。例如 :微軟公司開發(fā)的“夢幻之家”、摩托羅拉公司開發(fā)的“居所之門”、 IBM 公司開發(fā)的“家庭主任”等均已日趨成穩(wěn)。智能家居系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將各種家用設(shè)施通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起，從而為人們提供更為便利舒適的生活 環(huán)境 。本文研究的是基于物連網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，人們對家居生活環(huán) 境的要求也越來越高。針對智能家居系統(tǒng)的特點(diǎn)和所要實(shí)現(xiàn)的基本功能，分析了智能家居控制器的基本結(jié)構(gòu)， 然后對各個模塊電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì) 。這套系統(tǒng)的功能較為強(qiáng)大，與其它家居控制系統(tǒng)如 ABB、 C_BUS 等比起來更容易接收，使用也相對簡單。海爾在技術(shù)上同微軟合作，利用微軟的 Windows Me 技術(shù)和海爾的網(wǎng)絡(luò)家電，使“ e 家庭”已具雛形，已推出了網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)、網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)微波爐等一系列網(wǎng)絡(luò)家電。 ? 頻段：雙頻 GSM900MHz 和 DCS1800 MHz(Phase 2+) 。 ? 測溫范圍 55℃ ~+125℃，固有測溫分辨率為 ℃。它可以用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)等。因此，就要設(shè)計(jì)一個環(huán)節(jié)來銜接，這個銜接環(huán)節(jié)就是“功率驅(qū)動”。它的內(nèi)核本身并不支持文件系統(tǒng)，但它具有良好的擴(kuò)展性能，如果需要的話可以自行加入。 選擇嵌入式操作系統(tǒng)的依據(jù) 在選擇軟件開發(fā)方式和操作系統(tǒng)的時候，不僅要考慮到對硬件系統(tǒng)的支持，還要考慮軟件開發(fā)的周期等問題。而這就要求有一個高性能、高可靠的 GUI 的支持。 Linux 作為一款開源軟件，具有功能強(qiáng)大，與硬件兼容性好，可任意裁減等諸多特點(diǎn)，同時在 Linux 系統(tǒng)下支持很多開源軟件，在一定程度上減小了開發(fā)的難度。 之前的系統(tǒng)，要使用不同的編譯器版本才能正常編譯各個部分，因此要在開發(fā)過程不斷切換設(shè)置，這十分不利于初學(xué)者使用，也 降低了開發(fā)的效率；自從 開始 (Mini2440 所配內(nèi)核已為最新的 )，我們把交叉編譯器統(tǒng)一為，下面是它的安裝設(shè)置步驟。bootloader 位于最底層，首先被運(yùn)行來引導(dǎo)操作系統(tǒng)運(yùn)行，很容易可以看出 bootloader是底層程序所以它的實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重地依賴于硬件，特別是在嵌入式世界。 根文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)是對一個存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)進(jìn)行組織的機(jī)制。 在 Linux 中 ， 所有東西都可以看成文件，在應(yīng)用層想使用串口時首先需要打開串口： int fd。 int nbyte。 若智能家居系統(tǒng)收到其他用戶的短信請求，將不會對短信進(jìn)行解析，也不會對短信進(jìn)行監(jiān)控。 溫度傳感器在嵌入式系統(tǒng)中對應(yīng)的設(shè)備文件為 devds18b20，首先系統(tǒng)調(diào)用函數(shù) int fd_ds18b20=open(―devds18b20‖,O_RDWR)打開嵌入式設(shè)備中的傳感器設(shè)備，打開設(shè)備失敗返回 1， 以后的系統(tǒng)函數(shù)就可以使用 fd_ds18b20 來對設(shè)備進(jìn)行操作。 假設(shè)程序中經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字是 C ，在程序中可以設(shè)兩個值 1C 、 2C ，假設(shè) 1C =400， 2C =800，若 C 1C ，系統(tǒng)把室內(nèi)的抽風(fēng)機(jī)打開，把有害氣體排出室外 ， 若 C 2C ，系統(tǒng)把蜂鳴器開起，進(jìn)行報(bào)警。光電傳感器及其引腳圖如圖 所示 圖 光電 傳感器 及其引腳圖 在正常工作時， 光電傳感器默認(rèn)輸出