【正文】 。　　3 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(yīng)用軟件隔離開，以便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的移植。圖212 紅外串口與藍(lán)牙串口　　智能家居系統(tǒng)的軟件基于Windows CE 。　?。?）實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控通過(guò)USB攝像頭捕捉圖像，圖像數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送到PC客戶端進(jìn)行圖像還原。家電控制系統(tǒng)接XSBase270的紅外串口，GSM模塊接藍(lán)牙串口。它通過(guò)USB接口連接到XSBase270試驗(yàn)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(guò)RS232串行端口與XSBase270試驗(yàn)箱連接進(jìn)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(wú)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(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)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(hào)傳輸距離最大為15m，最高速率為20kb/s[2]。無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL電平?！　S232信號(hào)相對(duì)于信號(hào)地而言，在正負(fù)電平之間擺動(dòng)。一般情況下普通串口只接這幾個(gè)引腳；特殊的串口，如藍(lán)牙串口除接上述的三個(gè)腳之外，還接了DSR引腳和CTS引腳，是因?yàn)樗{(lán)牙串口的數(shù)據(jù)流輸出采用這兩個(gè)腳的信號(hào)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(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行通信，其采用了經(jīng)典的兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的MAX232芯片作為串口的電平轉(zhuǎn)換芯片。擴(kuò)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(gè)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。　　PXA270處理器的最高主頻可達(dá)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(dòng)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(shè)備功耗[1]。圖21 硬件設(shè)計(jì)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(tái)，該平臺(tái)基于Intel174。SHAPE　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案　　 硬件總體設(shè)計(jì)框圖　　根據(jù)上文的功能需要，設(shè)計(jì)出由ARM10為控制核心，單片機(jī)控制的家電控制模塊和傳感器報(bào)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(jī)通信和以太網(wǎng)通信技術(shù)引入智能家居的設(shè)計(jì)，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(shí)了解家中的安全，提高業(yè)主的安全感，而且通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)控制家電，提高了業(yè)主生活的舒適度。　　1 緒論　　目前，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，借助飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，人們可以足不出戶地縱覽全球。本設(shè)計(jì)融合了嵌入式系統(tǒng)、通訊、單片機(jī)、軟件開發(fā)等學(xué)科的知識(shí)。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(shí)驗(yàn)箱為硬件基礎(chǔ)，以Visual Studio 2005和Delphi為軟件開發(fā)平臺(tái)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過(guò)詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程，開發(fā)了相應(yīng)的軟件程序，包括嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE 、應(yīng)用程序的界面設(shè)計(jì)、程序開發(fā)和單片機(jī)系統(tǒng)的底層編程。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本滿足要求，并有一定的功能擴(kuò)展空間。為了適應(yīng)信息化的需求，科研機(jī)構(gòu)將智能化的理念引入小區(qū)管理，并進(jìn)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(tái)的設(shè)計(jì)，功能包括了短信控制家電，傳感器探測(cè)非正常環(huán)境并且通過(guò)手機(jī)短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實(shí)時(shí)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(duì)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?！　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(shí)驗(yàn)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(kuò)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(hào)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(lán)牙串口。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端輸出的正電平在+5V到+15V之間，負(fù)電平在5V和15V之間。接收器典型的工作電平在+3V~+12V與3V~12V。　　MAX232包含2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路，提供TIA/EIA232F電平。每一個(gè)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(dòng)，電路由單片機(jī)的P1口進(jìn)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(shè)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(bào)警信號(hào)通過(guò)光電耦合接入單片機(jī)的P2 口，如圖28 所示，在傳感器沒(méi)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，光電耦合芯片處于截止?fàn)顟B(tài)，與之相接的單片機(jī)端口為低電平；當(dāng)傳感器有報(bào)警，傳感器輸出高電平，此時(shí)光電耦合芯片導(dǎo)通，與之相接的單片機(jī)端口為高電平，由單片機(jī)對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集并做出相應(yīng)處理。它支持EGSM900和GSM1800雙頻，支持?jǐn)?shù)字、語(yǔ)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(dá)到15幀/秒速率，在CIF（352288）和 SIF（320240）模式下可達(dá)到30幀/秒速率。圖210　301P攝像頭　　　　根據(jù)智能家居的硬件設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出軟件的總體設(shè)計(jì)方案如圖211所示：圖211 軟件設(shè)計(jì)框圖　　其中:、　?。?）家電控制系統(tǒng)和GSM網(wǎng)絡(luò)通信各自獨(dú)占一個(gè)RS232串口。如圖212所示。　?。?）以太網(wǎng)通信基于TCP/IP協(xié)議，測(cè)試環(huán)境為局域網(wǎng)，若投入到因特網(wǎng)的應(yīng)用，則需要在服務(wù)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(jìn)行端口映射，才可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接。Windows CE被設(shè)計(jì)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(yīng)用層共四個(gè)層[3]。智能家居的軟件設(shè)計(jì)主要是集中在應(yīng)用層。Platform Builder是微軟公司設(shè)計(jì)的用于嵌入式操作平臺(tái)定制與驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)的工具?！　?BSP的安裝　　為了讓W(xué)indows CE ，還必須安裝XSBase270的板級(jí)支持包（BSP）。　　在PC上安裝好Windows ，打開實(shí)驗(yàn)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(jìn)入Platform “EMDOOR SYSTEMS XSBASE270:ARMV4I”的因特網(wǎng)應(yīng)用類型的系統(tǒng)鏡像設(shè)計(jì)[4]。圖32　?。?）添加USB Active Sync(File Sync)組件。這也是在應(yīng)用軟件調(diào)試過(guò)程中所必須的條件。安裝中文簡(jiǎn)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(chǔ)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(tái)管理器（Platform Manager）　　(Catalog Platform Manager Platform Manager)　　（8）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(shè)置平臺(tái)的屬性。Locales列表中，為最下端的“中文（中國(guó)）”項(xiàng)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(lán)牙串口的打開　　經(jīng)測(cè)試，在默認(rèn)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(kuò)展板上的紅外串口和藍(lán)牙串口并沒(méi)有被打開?！　。?）查找中斷號(hào)　　中斷號(hào)的定義是在試驗(yàn)箱所提供的板級(jí)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(hào)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(hào)是28，轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為0x1c；通信串口SFUART中斷號(hào)27，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制是0x1b。F:\Platform\270\RelDir\XSBase270_ARMV4I_Release\　　，在此文件中包含了對(duì)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(cè)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(huì)生成BootLoader————，將它們燒寫進(jìn)入XSBase270實(shí)驗(yàn)箱。Visual Studio是微軟公司開發(fā)的Windows平臺(tái)上的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。Visual Studio （），同時(shí)可以開發(fā)跨平臺(tái)的應(yīng)用程序。如圖42所示：圖42 新建智能家居的應(yīng)用程序　　到選擇平臺(tái)步驟時(shí)選擇XSBase270平臺(tái)，刪除默認(rèn)的Pocket PC 2003平臺(tái)。圖43 選擇軟件開發(fā)包支持　　單擊“Next”按鈕進(jìn)入選擇應(yīng)用程序類型和資源語(yǔ)言——程序界面上采用的語(yǔ)言的畫面。其他項(xiàng)目保留默認(rèn)的選項(xiàng)。進(jìn)入IDE環(huán)境。 智能家居操作界面設(shè)計(jì)表41 智能家居應(yīng)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(hào)端口，打開網(wǎng)絡(luò)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(shè)備燈光打開家中的燈光設(shè)備微波爐打開家中的微波爐設(shè)備空調(diào)打開家中的空調(diào)設(shè)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(lái)顯示用戶發(fā)回的短信記錄圖片控件煤氣煤氣傳感器報(bào)警信號(hào)，報(bào)警時(shí)紅色，常態(tài)時(shí)綠色煙霧煙霧傳感器報(bào)警信號(hào)，報(bào)警時(shí)紅色，常態(tài)時(shí)綠色紅外