【正文】 的照明。特別是分布式控制的出現(xiàn)，使照明控制方式達(dá)到了比較完善的應(yīng)用。根據(jù)協(xié)議的開(kāi)發(fā)背景和功能特點(diǎn)大致這些協(xié)議可分為以下幾類：一類是著名的燈光設(shè)備制造廠商單獨(dú)開(kāi)發(fā)的，如澳大利亞Clipsal的CBus協(xié)議和Dynalite公司的Dynet協(xié)議，美國(guó)路創(chuàng)的LUTRON燈光控制技術(shù)等；另一類是某一領(lǐng)域的廠商聯(lián)合起來(lái)，針對(duì)專門調(diào)光系統(tǒng)制定的協(xié)議，如DALI協(xié)議；還有一類是智能家居協(xié)議中的燈光控制部分，如EIB和X10系統(tǒng)的燈光控制子系統(tǒng)等。目前TCP/IP協(xié)議應(yīng)用范圍最廣，所以在本設(shè)計(jì)將TCP/IP協(xié)議移植到DSP上，以其作為服務(wù)器端。UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一種面向無(wú)連接的不可靠的協(xié)議，UDP報(bào)頭中包含校驗(yàn)和，能夠用來(lái)檢測(cè)和丟棄包含無(wú)碼的包。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)客戶端利用MATLAB做出GUI作為控制界面并創(chuàng)建UDP對(duì)象，而在服務(wù)器端（以DSP為核心）采用TI NDK下的Socket編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。四、論文結(jié)構(gòu)引言對(duì)選題的目的、現(xiàn)實(shí)意義、國(guó)內(nèi)外研究狀況、研究方法和論文結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述。第二章介紹了燈光控制系統(tǒng)客戶端的設(shè)計(jì)及調(diào)試。第三章介紹了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信。第四章總結(jié)3 第1章 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 MATLAB環(huán)境簡(jiǎn)介在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中，往往要進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，其中包括矩陣運(yùn)算。目前流行用Basic、Fortran和C語(yǔ)言編制計(jì)算程序, 既需要對(duì)有關(guān)算法有深刻的了解，還需要熟練地掌握所用語(yǔ)言的語(yǔ)法及編程技巧。通常，編制程序也是繁雜的，不僅消耗人力與物力,而且影響工作進(jìn)程和效率。目前的版本（windows環(huán)境）是一種功能強(qiáng)、效率高便于進(jìn)行科學(xué)和工程計(jì)算的交互式軟件包。在此環(huán)境下所解決問(wèn)題的Matlab語(yǔ)言表述形式和其數(shù)學(xué)表達(dá)形式相同，不需要按傳統(tǒng)的方法編程。綜上所述，Matlab語(yǔ)言有如下特點(diǎn)：(1) 編程效率高它是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言，允許用數(shù)學(xué)形式的語(yǔ)言編寫程序且比Basic、Fortran和C等語(yǔ)言更加接近我們書寫計(jì)算公式的思維方式，用Matlab編寫程序猶如在演算紙上排列出公式與求解問(wèn)題。由于它編寫簡(jiǎn)單，所以編程效率高，易學(xué)且易懂。人們用任何一種語(yǔ)言編寫程序和調(diào)試程序一般都要經(jīng)過(guò)四個(gè)步驟：編輯、編譯、連接以及執(zhí)行和調(diào)試。Matlab語(yǔ)言與其它語(yǔ)言相比，較好地解決了上述問(wèn)題，把編輯、編譯、鏈接和執(zhí)行融為一體。具體地說(shuō)，Matlab運(yùn)行時(shí)，如直接在命令行輸入Matlab語(yǔ)句（命令），包括調(diào)用M文件的語(yǔ)句，每輸入一條語(yǔ)句，就立即對(duì)其進(jìn)行處理，完成編譯、鏈接和運(yùn)行的全過(guò)程。因而，用戶可以根據(jù)自己的需要方便地建立和擴(kuò)充新的庫(kù)函數(shù)，以便提高M(jìn)atlab使用效率和擴(kuò)充它的功能。同一函數(shù)名F，不同數(shù)目的輸入變量（包括無(wú)輸入變量）及不同數(shù)目的輸出變量，代表著不同的含義。(5) 高效方便的矩陣和數(shù)組運(yùn)算Matlab語(yǔ)言象Basic、Fortran和C語(yǔ)言一樣規(guī)定了矩陣的算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、條件運(yùn)算符及賦值運(yùn)算符，而且這些運(yùn)算符大部分可以毫無(wú)改變地照搬到數(shù)組間的運(yùn)算，有些如算術(shù)運(yùn)算符只要增加―另外，它不需定義數(shù)組的維數(shù)，還給出矩陣函數(shù)、特殊矩陣專門的庫(kù)函數(shù)，使之在求解諸如信號(hào)處理、建模、系統(tǒng)識(shí)別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問(wèn)題時(shí)，顯得大為簡(jiǎn)捷、高效、方便。因此，不久的將來(lái)它一定能名符其實(shí)地成為―萬(wàn)能演算紙式的‖科學(xué)算法語(yǔ)言。在圖上標(biāo)出圖題、XY軸標(biāo)注，格（柵）繪制也只需調(diào)用相應(yīng)的命令，簡(jiǎn)單易行。 TMS320C6000軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境Code Composer Studio (CCS)是德州儀器(TI)eXpressDSP?軟件與開(kāi)發(fā)工具的核心。CCS有兩種工作模式，即軟件仿真器模式：可以脫離DSP芯片，在PC機(jī)上模擬DSP的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試。CCS的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)主要由以下組件構(gòu)成：(1) TMS320C64x集成代碼產(chǎn)生工具；(2) CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；(3) DSP/BIOS實(shí)時(shí)內(nèi)核插件及其應(yīng)用程序接口API；(4) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的RTDX插件以及相應(yīng)的程序接口API；5 (5) 由TI公司以外的第三方提供的各種應(yīng)用模塊插件。在生成目標(biāo)程序和程序庫(kù)的過(guò)程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過(guò)跟蹤信息對(duì)不同的程序進(jìn)行分類管理；(5) 基本調(diào)試工具具有裝入執(zhí)行代碼、查看寄存器、存儲(chǔ)器、反匯編、變量窗口等功能，并支持C源代碼級(jí)調(diào)試；(6) 斷點(diǎn)工具，能在調(diào)試程序的過(guò)程中，完成硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)和條件斷點(diǎn)的設(shè)置；(7) 探測(cè)點(diǎn)工具，可用于算法的仿真，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視等；(8) 分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評(píng)價(jià)代碼執(zhí)行的時(shí)鐘；(9) 數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運(yùn)算結(jié)果用圖形顯示,包括顯示時(shí)域/頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等，并能進(jìn)行自動(dòng)刷新；(10) 提供GEL工具。ICETEKDM642AVM評(píng)估板還可以作為為TMS320DM642DSP芯片設(shè)計(jì)的硬件參考板。ICETEKDM642AVM評(píng)估板上的DSP芯片通過(guò)64bit的EMIF接口或8/16bit的3路視頻接口連接板上的外圍設(shè)備。EMIF接口也連接擴(kuò)展背板接口，擴(kuò)展背板接口用來(lái)連接背板。I2C總線用來(lái)控制編解碼器端口，McASP接口被用來(lái)控制數(shù)據(jù)。編解碼器可以選擇麥克風(fēng)輸入或直接輸入作為主動(dòng)輸入，模擬輸出被指定為直接輸出接口。評(píng)估板上包括四個(gè)用戶指示燈，用戶可以利用這些指示燈進(jìn)行交互式的反饋實(shí)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)就是利用這四個(gè)用戶指示燈模擬家用燈具的運(yùn)行模式。(1) 集中控制和多點(diǎn)操作功能：在任何一個(gè)地方的終端均可控制不同地方的燈，或者是在不同地方的終端可以控制同一盞燈。(2) 軟啟功能：開(kāi)燈時(shí)，燈光由暗漸漸變亮。而且避免大電流和高溫的突變對(duì)燈絲的沖擊，保護(hù)燈泡，延長(zhǎng)使用壽命。更深的體會(huì)生活，柔和的光線能給您一個(gè)好心情，少而暗的光幫助您思考，多而亮的光使氣氛更加熱烈。(4) 全開(kāi)全關(guān)和記憶功能：整個(gè)照明系統(tǒng)的燈可以實(shí)現(xiàn)一鍵全開(kāi)和一鍵全關(guān)的功能。免除了跑遍全部房間的煩惱。例如，在每天早晨7:00，將臥室的燈光緩緩開(kāi)啟到一個(gè)合適亮度；在深夜，自動(dòng)關(guān)閉全部的燈光照明。只需一次輕觸操作即可實(shí)現(xiàn)多路燈光場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換；還可以得到想要的燈光和電器的組合場(chǎng)景，如回家模式、離家模式、會(huì)客模式、就餐模式、影院模式、夜起模式等。智能照明系統(tǒng)還能夠和安防系統(tǒng)連動(dòng)，當(dāng)有警情發(fā)生的時(shí)候，家里陽(yáng)臺(tái)上的燈會(huì)不停的閃爍報(bào)警。由于它們?cè)诩彝ギ?dāng)中不同的作用，可以有區(qū)別的來(lái)設(shè)計(jì)各個(gè)部分的燈光照明。一般配有吊燈、射燈、壁燈、筒燈等，可以用不同的燈光相互搭配產(chǎn)生不同的照明效果。例如：設(shè)定會(huì)客場(chǎng)景為吊燈亮80%、壁燈亮60%、筒燈亮80%；看電視場(chǎng)景為吊燈亮20%、壁燈亮40%、筒燈亮10%。(2) 餐廳采用場(chǎng)景控制設(shè)定各種照明模式，可設(shè)為中餐、西餐等多種燈光場(chǎng)景，給家人營(yíng)造—種溫馨、浪漫、高雅的就餐燈光環(huán)境。(3) 臥室是主人體息的地方，需要控制中央的吊燈，床頭的射燈、壁燈以及四周的筒燈，營(yíng)造一個(gè)寧?kù)o、溫和、安樣的休息場(chǎng)所。要根據(jù)不同要求，調(diào)節(jié)出適合身心、能減少疲勞的燈光亮度。(5) 衛(wèi)生間要求一般，而如果有特殊要求，如化妝等就要有足夠的亮度了，并且應(yīng)配置局部照明。智能照明系統(tǒng)利用遙控器或可視控制界面，可以隨心所欲地調(diào)節(jié)每組燈的亮度和開(kāi)關(guān)。另外個(gè)人風(fēng)格也相當(dāng)重要，只有這樣才能設(shè)計(jì)出既實(shí)用又舒適的家庭生活環(huán)境。它的智能化無(wú)疑會(huì)給人們的生活帶來(lái)深刻的影響。 根據(jù)ICETEKDM642AVM評(píng)估板提供的資源，模擬實(shí)際用戶家庭的使用情況，設(shè)計(jì)了如表2表22所示的一組燈光控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了客廳和臥室兩個(gè)房間。 9 客戶端GUI程序設(shè)計(jì) 圖形用戶界面概述圖形用戶界面GUI（Graphics User Interface）是由各種圖形對(duì)象（如圖形窗口、圖軸、菜單、按鈕、文本框等）構(gòu)建的用戶界面，是人機(jī)交流信息的工具和方法，在該界面內(nèi)，用戶可以根據(jù)界面提示完成整個(gè)工程，而不必去了解工程內(nèi)部是如何工作的。界面菜單包括圖形窗的標(biāo)準(zhǔn)菜單、自定義的用戶菜單、現(xiàn)場(chǎng)菜單。它包含5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)菜單項(xiàng)：文件、編輯、工具、窗口和幫助?，F(xiàn)場(chǎng)菜單總是和某個(gè)（些）圖形對(duì)象相聯(lián)系，并通過(guò)鼠標(biāo)右鍵激活，方便用戶的交互性操作。表23列出了十種控件特征及功能。(4) 菜單編輯器（Menu Editor）在GUI面板中點(diǎn)擊菜單編輯按鈕可打開(kāi)才當(dāng)編輯器，通過(guò)菜單編輯器可以為圖形界面添加、設(shè)置和修改菜單項(xiàng)，以及為右鍵添加快捷菜單。選擇GUIDE主菜單中Tools/Grid and Rulers 即可打開(kāi)網(wǎng)格標(biāo)尺設(shè)置編輯器。選擇GUIDE主菜單中的Tools/GUI Options即可打開(kāi)GUI應(yīng)用屬性設(shè)置編輯器。其中Push Button用來(lái)構(gòu)建連接、退出按鈕。Popup Menu用來(lái)選擇控制不同的燈具及其亮度或選擇不同的運(yùn)行模式。在MATLAB中Command Window窗口下輸入guide命令，在彈出的對(duì)話框GUIDE Quick Start中的Creat New GUI選項(xiàng)下選擇Blank GUI,新建一個(gè)空白模板。選擇File→Preferences,選擇復(fù)選框 Show names in ponent palette選項(xiàng)，單擊OK可顯示出控件的名稱。圖22為設(shè)計(jì)好的燈光控制系統(tǒng)的圖形界面。選擇控件，單擊―Property Inspector‖按鈕，打開(kāi)―Property Inspector‖對(duì)話框，依次更改名稱、數(shù)據(jù)類型等控件屬性。Tag屬性的值，是每個(gè)控件唯一的標(biāo)識(shí)符，GUIDE用它來(lái)構(gòu)造GUI中不同控件的唯一響應(yīng)函數(shù)名。圖23為設(shè)置下拉菜單屬性的界面。為了完成單擊控件時(shí)響應(yīng)相應(yīng)的事件或行為，需要對(duì)不同控件編寫相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。保存后生成的FIG文件包含GUI圖形窗口以及所有后裔的描述（包括所有對(duì)象的屬性值），而生成的M文件包括GUI設(shè)計(jì)、控制函數(shù)以及定義為子函數(shù)的用戶控件函數(shù)，主要用于控制GUI展開(kāi)的各種特性。退出按鈕的作用是停止遠(yuǎn)程控制，點(diǎn)擊它時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，提醒用戶是否真的退出系統(tǒng)。下拉菜單用來(lái)選擇控制不同的燈具及其亮度或選擇不同的運(yùn)行模式。流程圖如圖25所示。二、智能家居系統(tǒng)客戶端界面的設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)包括八個(gè)子系統(tǒng)，即燈光控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)、安防報(bào)警系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)和小區(qū)服務(wù)系統(tǒng)。lightcontrol。set (smartsystem,’visible’,’off’)。set (lightcontrol,’visible’,’on’)。若要求退出子系統(tǒng)時(shí)返回智能家居系統(tǒng)主界面，則可在各子系統(tǒng)的退出按鈕的回調(diào)函數(shù)中的case?是‘后加入以下代碼：set (smartsystem,’visible’,’on’)。set (lightcontrol,’visible’,’off’)。 圖26智能家居系統(tǒng)主界面 MATLAB GUI程序轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行文件對(duì)于一個(gè)通用的，比較成熟的解決方案，當(dāng)然期望它能應(yīng)用到更多的場(chǎng)合，（可執(zhí)行）文件可運(yùn)行于所有的通用Windows操作系統(tǒng)。15 1．設(shè)置編譯器：在確定安裝好Matlab Compiler后，還需要對(duì)Compiler進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲?，方法是在Matlab命令窗口輸入：Mbuild –setup。進(jìn)行操作的信息如下：Would you like mbuild to locate installed pilers [y]/n? ySelect a piler:[1] Lccwin32 C in D:\R2007a\sys\lcc[0] NoneCompiler: 1Please verify your choices:Compiler: Lccwin32 C Location: D:\R2007a\sys\lccAre these correct [y]/n? yTrying to update options file: C:\Documents and Settings\xtu\Application Data\MathWorks\MATLAB\R2007a\Fromtemplate: D:\R2007a\bin\win32\mbuildopts\Done . . .2．將腳本編譯為可執(zhí)行文件：,在matlab的mand窗口中輸入: mcc B sgl 。、。在本設(shè)計(jì)中因?yàn)橐cTMS320DM642 ICETECKAVM板相連，故應(yīng)該使用MATLAB R2007a版本。包含程序運(yùn)行所需的庫(kù)。服務(wù)器任務(wù)使用典型的客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。因此本系統(tǒng)選擇UDP協(xié)議，相應(yīng)的套接字也選用數(shù)據(jù)包套接字。17 圖32 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信基本流程套接字(socket)是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序接口(Application Programming Interface ,API)，它定義了許多函數(shù)或例程，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。套接字明確地將客戶和服務(wù)器區(qū)分開(kāi)來(lái)，套接字機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)客戶連接到一個(gè)服務(wù)器。(2) 客戶端請(qǐng)求：是指由客戶端的套接字提出連接請(qǐng)求，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端socket。(3) 連接確認(rèn)：是當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽(tīng)到或者接收到客戶端套接字的連接請(qǐng)求時(shí)，它就響應(yīng)客戶端套接字的請(qǐng)求，建立一個(gè)新的線程，把服務(wù)器socket的描述發(fā)給客戶端，一旦客戶端確認(rèn)此描述，連接就建立好了。而服務(wù)器端socket繼續(xù)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，繼續(xù)接收其它客戶端socket的連接請(qǐng)求。(2)示范程序。NDK采用緊湊的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了用較少的資源耗費(fèi)來(lái)支持TCP/IP。NDK的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境是TI的開(kāi)發(fā)工具CCS(code poser studio)。圖33 NDK中TCP/IP協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)圖33所示為NDK中TCP/IP協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)。在NDK的TCP/，協(xié)調(diào)操作系統(tǒng)和底層硬件驅(qū)動(dòng)，管理所有網(wǎng)絡(luò)事件。使用DSP/BIOS所有與硬件有關(guān)的操作都必須借助操作系統(tǒng)本身提供的函數(shù)完成，應(yīng)避免直接控制硬件資源。同樣開(kāi)發(fā)基