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基于windowsce的智能家居模擬系統(tǒng)-wenkub.com

2025-06-24 19:01 本頁面
   

【正文】 /// 目標號碼 private string DestNum。 //指示當前用戶狀態(tài) public static UserStatusEnum UserStatus = 。 /// 默認TCP偵聽端口號 private int portNum = 8080。 /// HTTP請求報文解析結構體 private HTTPRequestStruct HTTPRequest。1) 說明:狀態(tài)監(jiān)控實現代碼 /// 監(jiān)視狀態(tài)參照表 public MonitorForm。 //延時3毫秒 } } } break。m) { for(num=0。 Delay1ms(3)。m0。 //正轉編碼數組uchar code back[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}。 break。 break。 break。 break。 break。endif:include /*****************************************************//*燈控制函數,主要功能是控制一個燈的開關狀態(tài)。sbit L3=P2^4。 //恢復485為接收狀態(tài) }3) ,其具體內容如下。\039。 DATA++。\039。 //源地址 frame[counter++]=SeparatorChar。 //幀類型 frame[counter++]=SeparatorChar。 //計數器清0 frame[counter++]=HeaderChar。counterLocalFrameLen。 }}/*****************************************************//*命令幀構造及發(fā)送函數,主要功能是構造一個命令幀,并通*//*過串口發(fā)送出去。iLocalDataLen。 else { //清零暫存器,并返回0 Type_CmdRec=0。 *//*****************************************************/int Command_CheckLegal(char AddrSelf, char AddrObj){ int i。 ptr++。iDLen_CmdRec。 DLen_CmdRec=*ptr。 SAddr_CmdRec=*ptr。 DAddr_CmdRec=*ptr。 Type_CmdRec=*ptr。 int i=0。\039。\039。\039。\039。\039。 //源地址uchar DLen_CmdRec=0。/*命令幀構造及發(fā)送函數*/void Command_FormatAndSend(uchar TYPE, uchar DADDR, \ uchar SADDR, uchar DLen, uchar *DATA)。用于分割接收到從節(jié)點發(fā)來//的應答幀時提取操作碼部分。39。339。139。D39。C39。T39。K39。Q39。這兩個文件在交換器和各個執(zhí)行機構都需要用到,在不同模塊中,它們的內容會因情況不同而略有差異,但思想是一致的,下面僅給出交換器模塊中這兩個文件的具體內容。第二篇論文采用的嵌入式系統(tǒng)與本方案相同,但其Web服務基于Windows CE系統(tǒng)的可選組件——HTTPD組件,其軟件對系統(tǒng)的依賴性比本設計所采用的方案(完全移植一套上位機HTTP協(xié)議)強。n 攝像頭模塊使用的驅動程序是由本團隊從三星公司開源的SMDK2410 BSP包中的驅動程序移植得到的。5. 原創(chuàng)性聲明本智能家居模擬系統(tǒng)的構思和設計思想、本方案文檔均屬本團隊成員的原創(chuàng)成果,并在指導老師的指導下獨立完成。即可進行測試,結果如下:圖 33 手機通過瀏覽器查詢家中狀態(tài)圖 34 提交請求進行控制圖 35 通過手機獲取圖像. 手機短信控制測試開始測試前應先確保本系統(tǒng)的GSM模塊已插入SIM卡并已經通電。3) 窗簾控制電路窗簾的控制實質上就是步進電機的控制,如圖 22所示,4條信號線通過R11R15限流然后再通過4通道的光耦PC847實現光電隔離,最后通過ULN2003驅動芯片把電流放大到500mA左右進而驅動步進電機,通過單片機編程改變輸入信號的相序就能控制步進電機正反轉,進而完成對窗簾的控制圖 22 窗簾控制電路4) 電磁閥控制電路電磁閥的控制電路見圖 23,由于該電磁閥需要的工作電流為1A,所以本電路采用了大功率開關管13005來驅動電磁閥,為了防止電磁閥關閉的時候的反電動勢對電路造成不良影響,在電磁閥上需要反向并聯(lián)保護二極管1N4007。為了盡量接近真實的控制情況,本次將直接對220V交流電的通斷,進而實現對制冷片的控制。(2) 如果接收到命令幀,則立即進行地址匹配,如果接收到命令幀的目的地址與本機地址一致,即表明該幀是發(fā)送給本機的,那么就執(zhí)行第(3)步,否則丟棄命令幀并返回第(1)步繼續(xù)監(jiān)聽;(3) 提取幀類型和參數,判斷幀類型是控制幀還是查詢幀,根據幀類型執(zhí)行不同操作,即執(zhí)行第(4)步;(4) 如果是控制幀,則根據參數控制控制對象的開關,然后把控制結果反饋給交換器,返回監(jiān)聽命令幀狀態(tài);如果是查詢幀,查詢控制對象的開關狀態(tài)并反饋給交換器,然后返回監(jiān)聽命令狀態(tài)。圖 16 UART轉RS485電路圖 17 MAX485芯片引腳圖(原技術文檔截圖)圖 18 MAX485芯片引腳說明(原技術文檔截圖). 執(zhí)行機構實現原理(命令執(zhí)行層)系統(tǒng)中的幾個執(zhí)行機構其原理,包括軟件流程和硬件電路基本相似。在下部分一般執(zhí)行機構接收電路是就不再闡述。 //不可控狀態(tài). RS485總線網設計方案為了加強通信的距離和可靠性,命令數據交換器與各個執(zhí)行機構(門禁除外)之間是通過RS485進行通信的,它們分別作為主機或從機接入RS485總線網中,其中命令數據交換器是主機,其他執(zhí)行機構是從機。 //打開狀態(tài) define RT_Off 39。 //不操作 define OT_Default 39。 //打開define OT_Close 39。K39。Q39。圖 15 交換器與執(zhí)行機構通信幀格式表 3:交換器與執(zhí)行機構通信幀說明表名稱字節(jié)數參數類型備注幀頭2“”2個’’號幀尾20x0D 0x0A回車鍵分隔符1‘。//門禁關閉交換器應答:define RT_ON 39。 //默認,不改變,專門用//于空調溫度設定;4個字節(jié)中第一是空調開關(狀態(tài)),參數與燈光參數值相同;第四字節(jié)是窗簾開關(狀態(tài)),參數值與燈光參數形同;第二、三字節(jié)是設定空調或當前室內溫度,參數值比較特殊,對于設定空調溫度時,可以是不改變OT_Default(不是OT_Undo)或”0”~”9”,反饋時時當前室內溫度,參數值為”0”~”9”水閥參數1與燈光參數值類型相同門禁參數1服務器命令:define Guard_On 39。//不可控狀態(tài) define RT_Timeout 39。 //打開狀態(tài) define RT_Off 39。//關閉define OT_Undo 39。//握手幀 所有幀類型鴻定義燈光參數5服務器命令:define OT_Open 39。 //緊急、突發(fā)情況 define FT_Reply_Emergency 39。 //控制應答類 define FT_Reply_Query 39。 //控制類 define FT_Query 39。圖 13 命令數據交換器硬件電路圖. 協(xié)議幀1說明 用于交換器與服務器之間的幀格式如圖 14所示,各個字段參數如表 2所示。如果沒有接收到服務器的命令幀,則順序執(zhí)行以下操作:n 判斷用戶是否開啟門禁(注意門禁開啟關閉與門的開啟關閉是不同的)n 如果用戶開啟了門禁,則判斷門是否被非法打開(如小偷破門而入),如果被非法打開,則馬上向服務器發(fā)送緊急報警幀,直到服務器應答為止。其中,交換器與服務器之間通過MAX232芯片轉為RS232電平進行通信,而交換器與各個執(zhí)行機構之間則是用MAX485芯片TTL電平轉換為RS485電平進行通行,構成RS485總線網。在這里需要詳細說明的是其軟件程序。短信查詢與控制模塊工作流程圖見圖 9圖 9 短信查詢與控制模塊工作流程圖 . 狀態(tài)監(jiān)視服務功能概述狀態(tài)監(jiān)視服務模塊在啟動后將定時向主控模塊申請查詢智能家居中各個受控量的狀態(tài),并與參照表比對,如果有受控量發(fā)生變法,則會立即通知主控模塊,向用戶發(fā)出警報信息。由于從手機中發(fā)出的短信內容上都經過了UCS2(中英文混合內容)或者UCS27(全英文內容)編碼,GSM模塊收到的是包含短信內容與發(fā)送方信息的PDU字符串。實現原理在嵌入式系統(tǒng)中實現短信收發(fā),往往借助于GSM(Global System for Mobile)模塊,由于GSM模塊是以RS232串口作為控制與通信接口,并以AT指令作為控制指令。圖 6 Web服務模塊內部架構根據以上原理設計的Web服務模塊架構如圖 6所示??梢?,要實現Web服務,首先要實現HTTP協(xié)議。實現原理以下先對Web服務及其相關概念進行闡述廣義上的Web服務是指一系列互聯(lián)并可以通過互聯(lián)網訪問的超文本(Hypertext)內容組成的系統(tǒng)。攝像頭驅動程序在本項目中則是通過移植SMDK2410 Windows CE BSP中的ov9650驅動程序,并進行封裝得到。實現原理主控模塊架構見圖 4圖 4 主控模塊架構圖在實現用戶界面上,C開發(fā)語言的優(yōu)勢非常明顯,并不需要編寫代碼,直接在開發(fā)環(huán)境中畫出即可。且6項功能會被同時開啟。本設計以系統(tǒng)層次分明為其特點,所以實現原理按照分層、分塊地進行,介紹關鍵軟、硬件模塊的實現方法。 各個執(zhí)行機構接收交換器發(fā)來的命令幀; 各個執(zhí)行機構根據命令幀內容監(jiān)控各個受控元素的狀態(tài); 把執(zhí)行結果反饋給交換器; 需要特別說明:由于門禁要求有較高的實時性,并沒有連接入RS485總線網,二是直接與交換器相連接。 實時監(jiān)控房屋各個元素的狀況,發(fā)生異常狀況時(如小偷破門而入)發(fā)生報警并將信息通過短信方式告知用戶。. 系統(tǒng)架構模擬系統(tǒng)的總體架構如圖 2所示,可以分為3個層次,分別如下:(1) 第一層:用戶接口層,是基于Windwos CE的嵌入式Web服務器;(2) 第二層:軟交換層,命令數據交換器;(3) 第三層:命令執(zhí)行層,執(zhí)行機構(包括攝像頭和GPRS短息模塊等部件)。移植一套PC機中的HTTP協(xié)議到服務器端軟件中?;贑++本地代碼的開發(fā):優(yōu)點:在Windows CE平臺下C++程序具有較高的運行效率與較低的資源占用率,且能調用到系統(tǒng)中所有的資源,也適合進行底層驅動開發(fā),缺點:提供的接口函數聲明大都較復雜,在做人機界面時靈活性較差;由于直接生成基于CPU的匯編指令,因此若CPU類型發(fā)生變化,即使系統(tǒng)相同,程序也必須重新編譯。代表語言為C。選擇Windows CE作為系統(tǒng)平臺。缺點:開發(fā)環(huán)境較差,只支持C語言開發(fā)。支持多機通信,已成為應用最廣泛的工業(yè)通信標準。以下分點闡述。雖然STM32處理器完全具備實現本系統(tǒng)的硬件資源,但由于其運行主頻受到限制(最高只有72MHz),同時運行多個任務時,會出現性能瓶頸。圖 1 整體功能架構. 方案比較與選擇. 處理器比較為實現本系統(tǒng)的功能,硬件處理器有以下選擇:STM32處理器與ARM9處理器。本模擬系統(tǒng)硬件上使用高亮度發(fā)光二極管模擬實際家居中的照明燈具,用制冷片和溫度傳感器模擬生活中的空調,用電磁閥模擬生活中的浴缸水龍頭等。也成為了智能家居技術研究的一大熱點?;谶@種理念,本智能家居模擬系統(tǒng)運用Web服務技術,為用戶提供一套對家居各種構件,如燈光、水龍頭、空調、等進行遠程實時閉環(huán)監(jiān)控的報告的解決方案。用戶可以通過電腦、移動終端等任何可訪Web服務的設備,登錄本系統(tǒng)指定的Web站點,通過網頁操作方式對家居中上述構件進行操作和狀態(tài)查詢,在此基礎上,本系統(tǒng)還提供了手機短息查詢與控制功能。綜觀目前市場上形形色色的家居電器智能化控制管理裝置,均極少能為用戶提供網頁管理與控制的接口。軟件上,則按照一個完整的智能家居控制系統(tǒng)的需求來進行系統(tǒng)規(guī)劃與編碼實現。以下分別概述。因而采用ARM9處理器加操作系統(tǒng)的方案,本次使用的開發(fā)板為廣州天嵌科技有限公司提供的TQ2440開發(fā)平臺(見附錄6)。RS232方案,本方案出現最早,主要用于計算機與微處理器以及微處理器之間的短距離通信,通信碼率較低(1200bps~115200bps)。通過上述比較,可知,不可采用抗干擾能力弱的RS232通信,而RS422通信需要
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