【正文】 ?！　? 操作系統(tǒng)的定制　　Windows CE 。這種層次的結(jié)構(gòu)將硬件和軟件，操作系統(tǒng)和應用軟件隔離開，以便于實現(xiàn)系統(tǒng)的移植。圖212 紅外串口與藍牙串口　　智能家居系統(tǒng)的軟件基于Windows CE ?！　。?）實時視頻監(jiān)控通過USB攝像頭捕捉圖像，圖像數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到PC客戶端進行圖像還原。家電控制系統(tǒng)接XSBase270的紅外串口，GSM模塊接藍牙串口。它通過USB接口連接到XSBase270試驗箱。 西門子MC35　　 視頻監(jiān)控模塊　　視頻采集模塊采用使用中星微（Vimicro）公司的ZC0301P芯片的攝像頭， ZC0301P芯片可支持USB ，硬件最高支持VGA分辨率（640480）。它采用9V直流電源供電，通過RS232串行端口與XSBase270試驗箱連接進行通信?！　?GSM通信模塊　　GSM通信部分采用如圖29所示的西門子MC35 GSM/GPRS無線模塊作為通信工具。　　 傳感器接口電路圖28圖26　MAX232引腳圖　　 家電控制電路圖27該器件符合TIA/EIA232F標準，每一個接收器將TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS電平。由于發(fā)送電平和接收電平的差僅為2~3V左右，所以其共模抑制能力差，加上雙絞線的分布電容，信號傳輸距離最大為15m，最高速率為20kb/s[2]。無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL電平。　　RS232信號相對于信號地而言，在正負電平之間擺動。一般情況下普通串口只接這幾個引腳；特殊的串口，如藍牙串口除接上述的三個腳之外，還接了DSR引腳和CTS引腳，是因為藍牙串口的數(shù)據(jù)流輸出采用這兩個腳的信號控制；而其他引腳是跟MODEM相關(guān)的。圖23　家電控制模塊　　 串行端口電路　　家電控制板采用串口與XSBase270實驗箱進行通信，其采用了經(jīng)典的兼容RS232標準的MAX232芯片作為串口的電平轉(zhuǎn)換芯片。擴展板的元件布局如圖23所示，其上有四盞LED分別模擬四種家電，三個按鈕模擬三種傳感器。滿足了智能家居系統(tǒng)控制中心的硬件要求?！　XA270處理器的最高主頻可達520MHz，且該處理器被加入了Wireless MXX技術(shù)，大大的提高了多媒體處理能力，而且加入了Intel SpeedStep動態(tài)電源管理技術(shù)，在保證CPU性能的前提下，最大限度的降低設備功耗[1]。圖21 硬件設計框圖　　 控制核心選擇　　智能家居控制系統(tǒng)采用如圖22所示的XSBase270作為開發(fā)平臺，該平臺基于Intel174。SHAPE　　2 系統(tǒng)設計方案　　 硬件總體設計框圖　　根據(jù)上文的功能需要，設計出由ARM10為控制核心，單片機控制的家電控制模塊和傳感器報警模塊，并且包含GSM通信模塊的智能家居系統(tǒng)，硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示。將手機通信和以太網(wǎng)通信技術(shù)引入智能家居的設計，恰好利用了現(xiàn)有的良好的通信條件，使在外的業(yè)主能及時了解家中的安全，提高業(yè)主的安全感，而且通過手機實時控制家電，提高了業(yè)主生活的舒適度?！　? 緒論　　目前，科學技術(shù)發(fā)展迅速，借助飛速發(fā)展的網(wǎng)絡和信息技術(shù)，人們可以足不出戶地縱覽全球。本設計融合了嵌入式系統(tǒng)、通訊、單片機、軟件開發(fā)等學科的知識。論文關(guān)鍵詞：智能家居　嵌入式系統(tǒng)　Windows CE　Visual C++　Delphi　　論文摘要：本文討論了基于Windows ，以使用Intel XScale270為CPU的ARM10嵌入式實驗箱為硬件基礎(chǔ)，以Visual Studio 2005和Delphi為軟件開發(fā)平臺的智能家居系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。通過詳細的系統(tǒng)設計過程，開發(fā)了相應的軟件程序，包括嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE 、應用程序的界面設計、程序開發(fā)和單片機系統(tǒng)的底層編程。系統(tǒng)測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)設計基本滿足要求，并有一定的功能擴展空間。為了適應信息化的需求，科研機構(gòu)將智能化的理念引入小區(qū)管理，并進一步引入家庭，從而產(chǎn)生了智能家居的概念?！　”疚奶岢隽嘶谇度胧较到y(tǒng)ARM10的智能控制平臺的設計，功能包括了短信控制家電，傳感器探測非正常環(huán)境并且通過手機短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實時視頻監(jiān)控等功能。 \* MERGEFORMAT高性能的PXA270處理器，支持Windows CE和Linux等嵌入式操作系統(tǒng)，是針對教學和實驗的多功能實驗平臺?！　SBase270配置32M FLASH ROM，64M SDRAM，并配備了觸摸屏、以太網(wǎng)、USB、串口、CF/MMC、PCMCIA等接口。圖22　XSBase270實驗箱展開圖　　　　家電控制板采用AT89C51為控制核心。；、。電路的連接如圖24所示：圖24　家電控制板串行接口電路　　如上圖所示，家電擴展板采用的是常用的DB9頭作為串口接口，其針腳定義圖如圖25所示：圖25　RS232 DB9頭針腳定義圖　　其中2腳RxD為接收引腳，3腳TxD為發(fā)送引腳，GND為信號地引腳。在智能家居系統(tǒng)中，家電控制板接普通串口，GSM模塊接藍牙串口。發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端輸出的正電平在+5V到+15V之間，負電平在5V和15V之間。接收器典型的工作電平在+3V~+12V與3V~12V?！　AX232包含2個驅(qū)動器、2個接收器和一個電壓發(fā)生器電路，提供TIA/EIA232F電平。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA232F電平。 模擬家電控制電路　　家用電器控制的接口電路如圖27 所示，K1～K4 為繼電器，分別控制四路家電的閉合和斷開，Q1～Q4 為繼電器線圈電流驅(qū)動，電路由單片機的P1口進行控制，DD1～DD4 發(fā)光二極管用于顯示某路控制電路的工作情況，主要為了調(diào)試電路而設置。 傳感器接口電路圖　　煙霧、煤氣泄漏、紅外等這些傳感器的報警信號通過光電耦合接入單片機的P2 口，如圖28 所示，在傳感器沒有報警信號時，光電耦合芯片處于截止狀態(tài)，與之相接的單片機端口為低電平；當傳感器有報警，傳感器輸出高電平，此時光電耦合芯片導通，與之相接的單片機端口為高電平，由單片機對報警信號進行采集并做出相應處理。它支持EGSM900和GSM1800雙頻，支持數(shù)字、語音、短消息和傳真，使用AT指令控制發(fā)送短消息。圖29在VGA模式下可達到15幀/秒速率，在CIF（352288）和 SIF（320240）模式下可達到30幀/秒速率。圖210　301P攝像頭　　　　根據(jù)智能家居的硬件設計方案，設計出軟件的總體設計方案如圖211所示：圖211 軟件設計框圖　　其中:、　?。?）家電控制系統(tǒng)和GSM網(wǎng)絡通信各自獨占一個RS232串口。如圖212所示。　?。?）以太網(wǎng)通信基于TCP/IP協(xié)議，測試環(huán)境為局域網(wǎng)，若投入到因特網(wǎng)的應用，則需要在服務端、客戶端所在的局域網(wǎng)連接到因特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)——即路由器上，要進行端口映射，才可以進行網(wǎng)絡的連接。Windows CE被設計成一種分層結(jié)構(gòu)，從下而上一共分為了硬件層、OEM層、操作系統(tǒng)層和應用層共四個層[3]。智能家居的軟件設計主要是集中在應用層。Platform Builder是微軟公司設計的用于嵌入式操作平臺定制與驅(qū)動程序的開發(fā)的工具?！　?BSP的安裝　　為了讓Windows CE ，還必須安裝XSBase270的板級支持包（BSP）。　　在PC上安裝好Windows ，打開實驗箱附帶光盤中的BSP文件夾，安裝XSBase270的BSP。圖31 BSP安裝程序文件　　安裝好BSP后，進入Platform “EMDOOR SYSTEMS XSBASE270:ARMV4I”的因特網(wǎng)應用類型的系統(tǒng)鏡像設計[4]。圖32　?。?）添加USB Active Sync(File Sync)組件。這也是在應用軟件調(diào)試過程中所必須的條件。安裝中文簡體字體后，才能正常顯示中文。　　(Catalog Core OS Windows CE devices File Systems and Data Store Storage Manager FAT File System)　?。?）添加分區(qū)管理　　(Catalog Core OS Windows CE devices File Systems and Data Store Storage Manager Partition Driver)　　（5）添加控制面板中的存儲器管理組件　　(Catalog Core OS Windows CE devices File Systems and Data Store Storage Manager Storage Manager Control Panel Applet)　?。?）添加基于軟件的輸入系統(tǒng)（軟鍵盤等）(　　Catalog Core OS Windows CE devices Shell and User Interface User Interface Software Input Panel Softwarebased Input Panel (SIP) (Choose 1 or more) SIP for Large Screens)　?。?）添加平臺管理器（Platform Manager）　　(Catalog Platform Manager Platform Manager)　?。?）添加Usb ActiveSync(USB Function)　　(Catalog Third Party BSPs Emdoor Systems XSBase270: ARMV4I Device Drivers USB FunctionUSB Function Bus Drivers PXA27x USB Function)　　完成特性的添加后，設置平臺的屬性。Locales列表中，為最下端的“中文（中國）”項打勾。如圖33所示。如圖34所示。如圖35所示:圖35 生成操作系統(tǒng)鏡像　　 紅外串口與藍牙串口的打開　　經(jīng)測試，在默認配置下生成的系統(tǒng)鏡像，只打開了位于XSBase270模塊板上的全功能調(diào)試串口，而位于接口擴展板上的紅外串口和藍牙串口并沒有被打開?！　。?）查找中斷號　　中斷號的定義是在試驗箱所提供的板級支持包中被配置的?？梢钥吹秸{(diào)試串口和通信串口的中斷號的定義，如圖36所示。 BSP中的串口中斷定義　　可以看到調(diào)試串口BFUART的中斷號是28，轉(zhuǎn)化為16進制為0x1c；通信串口SFUART中斷號27，轉(zhuǎn)換為16進制是0x1b。F:\Platform\270\RelDir\XSBase270_ARMV4I_Release\　　，在此文件中包含了對一些硬件的初始化的代碼。Open the IR Serial Port　　[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\SerialIR] Irq=dword:14 。 27 SYSINTR_SFUART MemBase=dword:40700000 STUART Register MemLen=dword:40 DeviceArrayIndex=dword:82 STUART object Prefix=COM Index=dword:3 Order=dword:1 IClass={CC5195ACBA4948a0BE17DF6D1B0173DD} Dll=[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\SerialIR\Unimodem] Tsp= DeviceType=dword:0 FriendlyName=IRSerial Cable on COM3: DevConfig=hex: 10,00, 00,00, 05,00,00,00, 10,01,00,00, 00,4B,00,00, 00,00, 08, 00, 00, 00,00,00,00　　修改好注冊表代碼以后?！　?操作系統(tǒng)的生成與下載　　定制并組建Windows CE后，將會生成BootLoader————，將它們燒寫進入XSBase270實驗箱。Visual Studio是微軟公司開發(fā)的Windows平臺上的應用程序開發(fā)環(huán)境。Visual Studio （），同時可以開發(fā)跨平臺的應用程序。如圖42所示：圖42 新建智能家居的應用程序　　到選擇平臺步驟時選擇XSBase270平臺，刪除默認的Pocket PC 2003平臺。圖43 選擇軟件開發(fā)包支持　　單擊“Next”按鈕進入選擇應用程序類型和資源語言——程序界面上采用的語言的畫面。其他項目保留默認的選項。進入IDE環(huán)境。 智能家居操作界面設計表41 智能家居應用軟件界面控件配置控件類型控件名稱功能按鈕控件初始化GSM初始化GSM模塊開始攝像打開攝像頭，開始視頻捕捉停止攝像停止攝像頭視頻捕捉開始監(jiān)聽打開ARM的9000號端口，打開網(wǎng)絡通信停止監(jiān)聽關(guān)閉端口，停止TCP通信冰箱打開家中的冰箱設備燈光打開家中的燈光設備微波爐打開家中的微波爐設備空調(diào)打開家中的空調(diào)設備關(guān)于我們查看軟件作者版權(quán)聲明信息退出程序關(guān)閉未關(guān)閉的線程，退出程序列表控件消息窗口用來顯示用戶發(fā)回的短信記錄圖片控件煤氣煤氣傳感器報警信號，報警時紅色，常態(tài)時綠色煙霧煙霧傳感器報警信號，報警時紅色，常態(tài)時綠色紅外