智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計—本科畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2024-09-02 09:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 功能的實現(xiàn)。如圖32所示，智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件由S3C2410微處理器、存儲器系統(tǒng)、傳感器、輸出控制開關(guān)、光電耦合輸入電路、繼電器輸出驅(qū)動電路、GPRS模塊和用戶終端手機(jī)構(gòu)成。通信模塊采用GPRS擴(kuò)展板，控制命令和報警信息以中文短信的方式進(jìn)行傳送。圖32 智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計嵌入式操作系統(tǒng)選擇Linux，用VI做編輯器，以ARM GCC作為交叉編譯器。Linux內(nèi)核是一個整體的結(jié)構(gòu)，為了方便的向內(nèi)核添加或者刪除某些功能，Linux引入了內(nèi)核模塊機(jī)制。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用程序之間的接口，供用戶在編程過程中使用。設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和機(jī)器硬件之間的接口，Linux設(shè)備驅(qū)動程序為應(yīng)用程序屏蔽了硬件細(xì)節(jié)。在應(yīng)用程序看來，Linux硬件設(shè)備只是一個設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設(shè)備進(jìn)行操作。 報警方案設(shè)計系統(tǒng)使用門磁傳感器作為入室盜竊報警信號發(fā)生器。門磁傳感器安裝在門窗上，當(dāng)門窗被打開時，門磁的開關(guān)狀態(tài)發(fā)生改變，經(jīng)光電耦合電路將信號傳送到微處理器。微處理器檢測到信號輸入，控制GPRS模塊發(fā)出中文報警信息到終端用戶手機(jī)，同時啟動室內(nèi)的聲光報警裝置，對入室盜竊者產(chǎn)生威懾作用。在廚房設(shè)有煙霧傳感器，當(dāng)監(jiān)測的煙霧濃度達(dá)到報警限時，觸發(fā)報警器開關(guān)動作，啟動室內(nèi)音響報警裝置發(fā)出警報，該信號經(jīng)光電耦合電路傳到微處理器，微處理器檢測到信號輸入后，控制GPRS模塊發(fā)出報警信號到終端用戶手機(jī)。 監(jiān)控方案設(shè)計本系統(tǒng)設(shè)計了中文命令集，命令集分兩類指令：一類為家電操作指令，當(dāng)系統(tǒng)收到用戶通過手機(jī)發(fā)出的家電啟停短消息指令后，對短消息指令進(jìn)行譯碼，確定系統(tǒng)的操作動作，然后通過GPIO輸出控制信號，控制信號經(jīng)放大后驅(qū)動相應(yīng)的繼電器動作，從而實現(xiàn)家電設(shè)備的啟停控制；另一類命令為數(shù)據(jù)采集命令，用戶使用該類命令，可遠(yuǎn)程采集家居狀態(tài)信息，包括室溫、家電的工作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)收到用戶通過手機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)采集命令后，系統(tǒng)進(jìn)行譯碼識別，而后將用戶需要的家居狀態(tài)信息經(jīng)GPRS模塊發(fā)回用戶手機(jī)。用戶可發(fā)送中文指令集中的一條或多條命令，實現(xiàn)對一個或多個設(shè)備的控制，系統(tǒng)中文指令集中的指令支持組合使用。系統(tǒng)命令譯碼設(shè)計考慮了操作的容錯性，當(dāng)手機(jī)發(fā)出的短信命令不完備或?qū)ο到y(tǒng)發(fā)出命令集中么沒有的短消息時，系統(tǒng)將不產(chǎn)生任何控制動作。 通信方案設(shè)計 通信采用GPRS模塊：插入SIM卡后接入到中國移動或中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，它通過串口2與微處理器連接，使用標(biāo)準(zhǔn)的AT指令即可使系統(tǒng)像普通的移動電話一樣具有收發(fā)短信息等功能。 詳細(xì)設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖32，圖33所示。由圖32可知，智能終端以MCU控制核心，外擴(kuò)藍(lán)牙從模塊及其他外設(shè)接口；由圖33可知，智能家居控制中心硬件由嵌入式微處理器、外部存儲器、數(shù)據(jù)通信接口、人機(jī)接口及調(diào)試接口五大部分組成。圖32 智能終端硬件結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)控制中心硬件設(shè)計1 嵌入式微處理器本系統(tǒng)選用韓國三星電子的基于ARM920T內(nèi)核的32位嵌入式微處理器S3C2410作為系統(tǒng)的控制核心，該芯片本身集成了包括存儲器接口、通信接口(USB，RS 232)，A/D，JTAG等在內(nèi)的豐富的硬件資源，可簡化外圍設(shè)備與微處理器的硬件連接程度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。圖33 智能家居中控制中心硬件結(jié)構(gòu)圖2 系統(tǒng)存儲器由于S3C2410的存儲控制器提供了外部存儲器訪問所需要的控制信號，用戶只需要選擇合適的外部FLASH和SDRAM與其相連，即可實現(xiàn)系統(tǒng)的存儲功能。本系統(tǒng)選用SAMSUNG公司的具有512 MB容量的K9F1208作為系統(tǒng)外部的NAND FLASH存儲器，用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。選用2片容量為32 MB的SAMSUNGK4S56163作為系統(tǒng)外部的SDRAM，用作程序的運行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。3 以太網(wǎng)控制模塊由于S3C2410本身沒有集成以太網(wǎng)控制模塊，所以需要個與之相匹配的控制芯片來實現(xiàn)以太網(wǎng)擴(kuò)展接口。本系統(tǒng)選用CIRRUS LOGIC公司的CS8900A作為系統(tǒng)的以太網(wǎng)控制芯片。CS8900A是個單芯片全雙工的以太網(wǎng)解決方案，所有的數(shù)字和模擬電路合成了完整的以太網(wǎng)電路。主要結(jié)構(gòu)包括ISA總線接口、 MAC引擎、BUFFER、串行E2PROM接口和帶10BASET和AUI的模擬前端。CS8900A10BASET接口通過變壓器HR601627與RJ 45網(wǎng)口連接。4 GPRS通信模塊GPRS通信模塊采用西門子公司的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊MC235i，支持?jǐn)?shù)據(jù)、短信、語音和傳真業(yè)務(wù)。MC35i是新代GSM/GPRS雙模模塊，完全兼容上代的MC35，TC35i；采用緊湊型設(shè)計，為用戶提供了簡單、內(nèi)嵌式的無線GPRS連接。MC35i與控制中心是通過UART接口1進(jìn)行硬件連接的。5 藍(lán)牙模塊藍(lán)牙主設(shè)備部分由藍(lán)牙模塊、MCU、外部RAM和家庭計算機(jī)等組成，如圖34所示。以MCU為中心，采用愛立信藍(lán)牙模塊ROK101007，通過藍(lán)牙無線電通道與藍(lán)牙從設(shè)備相連。圖34中所示的緊急開關(guān)供主人在室內(nèi)遇到緊急情況時使用。如果發(fā)生火災(zāi)、盜竊或煤氣泄漏等事件，則由藍(lán)牙模塊接收來自藍(lán)牙從設(shè)備的數(shù)據(jù)，由MCU對這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后，通過無線連接，由智能監(jiān)控系統(tǒng)通過PSTN（電話交換網(wǎng)）向主人報警或通過Internet向監(jiān)控中心報警。圖34 藍(lán)牙主設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖藍(lán)牙從設(shè)備由藍(lán)牙模塊，MCU和內(nèi)嵌藍(lán)牙模塊的傳感器網(wǎng)絡(luò)和被控電器組成。傳感器網(wǎng)絡(luò)由紅外線傳感器或煙霧傳感器和三表傳感器構(gòu)成，該網(wǎng)絡(luò)對各種火災(zāi)、煤氣泄漏以及盜竊等災(zāi)情信號實現(xiàn)現(xiàn)場采集。系統(tǒng)中的藍(lán)牙從設(shè)備可分為三類：
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1