【正文】 寫 .............................................................................. 32 4 智能家居系統(tǒng) GPRS 模塊的實現(xiàn) ....................................................................................... 36 什么是短信息 ............................................................................................................ 36 短信息的協(xié)議和體系結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 36 GPRS 簡介 ................................................................................................................. 37 GPRS 模塊和普通計算機的通信 ............................................................................. 38 建立超級終端在普通計算機上 ..................................................................... 38 短信息的發(fā)送，接收流程 ............................................................................. 39 超級終端和 GPRS 模塊的連接及 AT 命令測試 .......................................... 41 智能家居控制系統(tǒng)中 SMS 短信息的收發(fā) ............................................................. 45 GPRS 驅(qū)動程序的設(shè)計 .................................................................................. 45 GPRS 模塊串口硬件設(shè)計 .............................................................................. 46 基于 Linux 平臺的 SMS 收發(fā)實現(xiàn) ............................................................... 46 5 嵌入式 WEB 服務(wù)器的實現(xiàn) ................................................................................................ 49 嵌入式 WEB 服務(wù)器 ................................................................................................ 49 嵌入式 WEB 服務(wù)器 Boa 的特點 ............................................................................ 49 BOA 服務(wù)器模塊的設(shè)計 ........................................................................................... 50 Boa 的功能實現(xiàn) .............................................................................................. 50 在智能家居控制系統(tǒng)中移植 BOA 服務(wù)器 .................................................. 51 動態(tài)網(wǎng)頁在智能家居控制系統(tǒng)實現(xiàn) ....................................................................... 53 嵌入式系統(tǒng)中 CGI 程序的工作原理 ........................................................... 53 嵌入式系統(tǒng)中 CGI 的實現(xiàn)方式 ................................................................... 53 嵌入式系統(tǒng)中 CGI 外部擴展程序 ............................................................... 54 智能家居控制系統(tǒng)中 WEB 服 務(wù)器的實現(xiàn) .................................................. 54 V 6 結(jié)束語 ................................................................................................................................... 56 總結(jié) ............................................................................................................................ 56 展望 ............................................................................................................................ 56 致謝 .......................................................................................................................................... 58 參考文獻 .................................................................................................................................. 59 攻讀研究生期間的研究成果 .................................................................................................. 62 蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 緒論 智能家居控制系統(tǒng) 研究現(xiàn)狀 從 90 年代末開始，隨著多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、視頻壓縮編碼技術(shù)、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速發(fā)展，現(xiàn)在市場上的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的類型基本存在兩種類型?；跀?shù)字錄像設(shè)備的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常采用 PC 機作為視頻監(jiān)控的主機，其中集成了錄像機、視頻矩陣、圖像分割器等眾多的功能，這使視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大大的簡化，采用數(shù)字多媒體技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控沒有距離上的限制，系統(tǒng)采用光盤存儲器或者大容量磁盤陣列的硬盤， 這樣不僅可以節(jié)省大量的磁盤存儲介質(zhì)，同時還有利于實現(xiàn)系統(tǒng)的多媒體信息查詢。 基于嵌入式視頻 web 服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng) [3]。系統(tǒng)將圖像的采集和 web 服務(wù)功能集成到一個儲存很小的空間內(nèi)，用戶通 過系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能可以直接訪問局域網(wǎng)，因此用戶不需要再安裝任何的硬件設(shè)備，僅僅用瀏覽器即可查看服務(wù)器上的圖片信息。因此，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備都是以 IP 的地址來進行標識，網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的增加意味著 IP 地址的增加。嵌入式 視頻 web 服務(wù)器是基于嵌入式的微處理器技術(shù)，系統(tǒng)使用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。 隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展，前端一體化、視頻十字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化已經(jīng)成為公認的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向 [5]。 智能家 居控制系統(tǒng)工作原理是通過大量的外部檢測設(shè)備來收集和檢測外部的數(shù)據(jù)，然后通過系統(tǒng)總線將采集的數(shù)據(jù)信息傳送給以 S3C2410 為核心處理器的嵌入式系統(tǒng)，通過處理器進行運算和處理。智能家居控制系統(tǒng)通過其核心處理器將對數(shù)據(jù)進行運算和處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)通過 RS232 串口及時的傳遞給GPRS 通信模塊。此外，該智能家居控制系統(tǒng)帶有鍵盤和 LCD,提供了良好的人機界面，用戶可以方便的實現(xiàn)本地控制，還可以對系統(tǒng)進行各種設(shè)定。 遠程智能家居控制系統(tǒng)的具體功能包括： (1)家庭中各種電氣化設(shè)備的數(shù)據(jù)采集：主要包括通過溫度傳感器測量室內(nèi)溫度，熱水器溫度等。將各個燈具，家電等設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)控制器處理后反饋給用戶。 (3)遠程控制：用戶通過發(fā)送手機短信或者通過互聯(lián)網(wǎng)訪問智能家居系統(tǒng)對家中各個設(shè)備進行遠程控制和查詢。 (5)家用電器等的開關(guān)量的控制：系統(tǒng)接收用戶指令經(jīng)處理器處理后以控制家用電器等開關(guān)量設(shè)備的狀態(tài)。 蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 圖 遠程家居智能控制系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)可行性分析 (1) 工作模式：新的智能家居控制系統(tǒng)采用觸發(fā)式的監(jiān)控模式。 (2) 可操作性：采用嵌入式 WEB 瀏覽器作為用戶接 口，系統(tǒng)真正實現(xiàn)隨時隨地監(jiān)控，不限定特定的硬件設(shè)備和軟件環(huán)境。 (4) 系統(tǒng)的可擴充性：開發(fā)的智能家居控制系統(tǒng)采用分布式動態(tài)管理，可以靈活的通過擴充系統(tǒng)物理資源來擴展用戶的實際需要。在成本核算方面使得設(shè)備本身以及維護的成本大幅度的降低，在智能家居控制中更加實用，有利于在普通家庭 中廣泛推廣。 TQ2410 開發(fā)板組成如圖 所示： 圖 ： TQ2410 開發(fā)板總體結(jié)構(gòu) S3C2410A 處理器的標準工作頻率為： 203MHz ，最高工作頻率： 266MHz 。 10M 的以太網(wǎng)網(wǎng)口 CS8900，帶有聯(lián)接和傳輸指示燈。有兩個 HOST 接口，其中一個 HOST 與 Device 復(fù)用，通過短路塊進行選擇，系統(tǒng)支持 USB 攝像頭。一個 IRDA 紅外線數(shù)據(jù)通訊口，一個 SD 卡接口。一個 20 芯Multi－ ICE 標準 JTAG 調(diào)試接口，支持 ， 等調(diào)試。 一個 50 芯 2 毫米間距雙排標準連接器用作擴展口，引出了地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫、片選、中斷、 IO 口、 ADC、 5V 和 電源、地等用戶擴展時可能用到的信號。通過對智能家居系統(tǒng)功能的分析 TQ2410 開發(fā)板在硬件上完全支持該系統(tǒng)的開發(fā)，因此在硬件上是可行的。它是一個名為 LinusTorvalds 的芬蘭業(yè)余愛好編寫的，當(dāng)前已經(jīng)成為一款最為流行的基于開源的操做系統(tǒng) [19]。 Linux 操作系統(tǒng)不僅可以在普通計算機上運行，而且還在嵌入式系統(tǒng)方面有著很強的優(yōu)勢。據(jù)統(tǒng)計正在開發(fā)設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中，有一半左右的項目選擇 Linux 作為嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，己成為作為嵌入式產(chǎn)品的嵌入式操作系統(tǒng)的最佳理想選擇。 Linux開放源代碼的這一重要特點，使 Linux操作系統(tǒng)的源代碼可以在原有的基礎(chǔ)上進行修改，剪裁，設(shè)計出適合用戶使用的操作系統(tǒng)。 Linux 操作系統(tǒng)可以在多種硬件平臺上運行，因為它是一個可以跨平臺的操作系統(tǒng)，可以再各種平臺上實現(xiàn)，移植起來非常方便。嵌 入式 Linux 內(nèi)核再網(wǎng)絡(luò)方面支持也逐漸得到完善，所以基于通信系統(tǒng)的設(shè)備非常適合菜用 Linux操作系統(tǒng)進行開發(fā)。雖然在開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的時候我們根據(jù)需要對嵌入式 Linux 的內(nèi)核進行了必要的裁減，但是嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)仍然保持了原來 Linux 操作系統(tǒng)高可靠性的特點，因此很少會出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象在使用Linux 操作系統(tǒng)開發(fā)的產(chǎn)品中。系統(tǒng)中內(nèi)核任務(wù)調(diào)度、內(nèi)核中的 驅(qū)動程序操作決定我們所開發(fā)的系統(tǒng)是否具備實時性的要求，還與系統(tǒng)響應(yīng)延遲時間受中斷程序的優(yōu)先級和其他的進程暫時關(guān)閉中斷響應(yīng)相關(guān)，因此驅(qū)動程序中斷的基于 ARM 遠程家居智能控制系統(tǒng)設(shè)計 6 機制和內(nèi)核的任務(wù)管理要可以有效保證實時性的要求。 (4) 具備成熟的開發(fā)工具 一套良好的開發(fā)和調(diào)試工具是開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵。用戶可以夠方便地開發(fā)出應(yīng)用程序基于嵌入式 Linux 操作系統(tǒng) [22]。 (5) 靈活地配置內(nèi)核根據(jù)用戶需要 通常來說，嵌入式設(shè)備中給嵌入式操作系統(tǒng)分配的存儲容量都十分有限的，因此嵌入式設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能減少體積，所以嵌入式設(shè)備系統(tǒng)通常采用固化軟件的方法，將程序和操作系統(tǒng)嵌入到整個設(shè)備里面 [3]。 根據(jù)系統(tǒng)的需求，以及對嵌入式 linux 操作系統(tǒng)的分析，可以發(fā)現(xiàn)采用基于 為內(nèi)核的嵌入式操作系統(tǒng)完全能過滿足系統(tǒng)的需求。 (1) 遠程智能家居控制系統(tǒng)開 發(fā)平臺的搭建，系統(tǒng)軟