【正文】 g of puter and working technologies, not only change our everyday work, but also our life. Automation and intelligence in office will not enough, it’s a trend to ask for more intelligent everywhere, home life included. That is why smart house e out. The smart home system is using puter and work munication, embedded system technology will all kinds of household facilities via home work connection together, so as to provide more convenient and fortable life for people. We utilize the 32bit embedded ARM processor S3C44B0X as the controlling core of the smart home system in this paper. It has characteristics of high performance, plentiful interfaces and convenient transplantation and extension. And also we adopt embedded technology as the platform of the smart home controller owing to its high realtime ability, high reliability and rich resourses. Thus the application of smart home system bees the secondary development on the embedded platform so that the developing period is cut down and resource is saved. This design through the analysis of the intelligent household system, determine the overall architecture design. According to the characteristics of the intelligent househo ld system and to achieve the basic functions, the basic structure of smart home controller are analyzed, then has carried on the detailed design to each module circuit, the final body using the human body infrared sensor, GSM module, temperature transmitter, photoelectric sensor, smoke sensors, etc. bining with the circuit assemble system, realize the remote monitoring of the building, as well as to protect the safety of personnel, objects, convenient to the user at any time in the shortest possible time to understand and grasp housing situation. Keywords: Inter of things, Smart home, Remote control20xx 屆計算機科學與技術專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒 論 隨著人們生活水平的提高，電子技術，通信技術和自動化技術的日趨完善，家居智能化相應也就出現(xiàn)在了人們的生活中。智能家居系統(tǒng)是將 大大小小的各種家用電器以及家庭安全保護設備通過有線或無線的方式連接起來，可以進行集中或遠程的監(jiān)控、管理，為家庭住宅環(huán)境的安全提供了高效的管理方式。 智能家居的簡介 智能家居系統(tǒng)的概念起源于上世紀 70 年代的美國 [1]，隨后，傳播到歐洲、日本等國并且得到了很好的發(fā)展。 所謂智能家居（ Smart Home）是現(xiàn)代電子技術、自動化技術及通信技術相結合的產(chǎn)物。自動化的智能家居不再是一幢被動的建筑，相反，成了幫助主人盡量利用時間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。智能化與遠程控制是智能家居的兩大特點。 隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡的發(fā)展，網(wǎng)絡化智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi) 外遙控、窗簾自控、防盜報警、電話遠程控制、可編程定時控制及計算機控制等多種功能和手段，使生活更加舒適、便利和安全。家居智能化系統(tǒng)將家庭中各種與信息相關的通信設備、家用電器以及家庭保安裝置通過有線或無線的方式連接起來，并進行集中或異地的監(jiān)控、管理，保持家庭住宅環(huán)境的舒適、協(xié)調(diào)。 其次是住宅自動化（ Home Automation）階段，這個時期是面向功能的階段，一部分的家庭電器之間形成了簡單的網(wǎng)絡，主要是為了實現(xiàn)某個特定單一的功能，例如單一的自動抄表功能。 智能家居控制系統(tǒng)提供高效、舒適的家居環(huán)境，確保住戶的生命財產(chǎn)安全；集中或遠程調(diào)節(jié)家居環(huán)境的溫度、濕度以及風的速度等，同時檢查空氣成分，提高空氣質量；調(diào)節(jié)音響，電視等娛樂設施，愉悅心情；合理利用太陽能活周遭環(huán)境的變化，盡可能的節(jié)約能耗，達到合理利用資源；提供現(xiàn)代化的通信、信息服務。它只是采 用計算機系統(tǒng)對大樓的空調(diào)、電梯、照明等設備進行監(jiān)控，并提供語音通信、電子郵件、情報資料等方面的信息服務。 20xx 年，網(wǎng)絡化家居的建設帶來了高達 4500 億美元的市場價值，這其中有 3700 億美元是智能家電硬件產(chǎn)品的價值，剩余的部分則是軟件和技術支持服務的費用。于此同時，由于技術的日益標準化，這20xx 屆計算機科學與技術專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 3 些新型智能家居系統(tǒng)將 比 比 爾 .蓋茨耗資 6000 萬美元的高端別墅便宜得多。近年來，以美國微軟公司及摩托羅拉公司等為首的一批國外知名企業(yè)，先后擠身于智能家居的研發(fā)中。此外，日韓新等國的龍頭企業(yè)紛紛致力于家居智能化的開發(fā)，對家居市場更是躍躍欲試。這套系統(tǒng)的功能較為強大，與其它家居控制系統(tǒng)如 ABB、 C_BUS 等比起來更容易接收，使用也相對簡單。但由于缺乏在國內(nèi)市場推廣的條件且價格昂貴，該系統(tǒng)在國內(nèi)應用極少。 但由于其工程要求復雜嚴苛，并且價格較高，因此一直無法打開國內(nèi)市場。它的優(yōu)點在于利用的產(chǎn)品對系統(tǒng)進行擴展，系統(tǒng)較為成熟，比較適合中國國情。 國內(nèi) 的發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀 90 年代后期，我國的智能小區(qū)日益興起。在 97 香港回歸之際，在建設部“ 97 跨世紀住宅小區(qū)案競賽 活動”中，上海中皇廣場被建設部科技委員會列為全國首家“智能住宅示范工程”，揭開了全國智能小區(qū)發(fā)展的序幕。隨著信息化走進了千家萬戶，由國家經(jīng)貿(mào)委牽頭成立了家庭信息網(wǎng)絡技術委員會，而信息網(wǎng)絡技術體系研究及產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)被列為了國家技術創(chuàng)新的重點專項計劃。 我國的智能 家居相對于國外起步較晚， 尚未形成一定的國家標準。海爾在技術上同微軟合作，利用微軟的 Windows Me 技術和海爾的網(wǎng)絡家電，使“ e 家庭”已具雛形，已推出了網(wǎng)絡洗衣機、網(wǎng)絡冰箱、網(wǎng)絡空調(diào)、網(wǎng)絡微波爐等一系列網(wǎng)絡家電。產(chǎn)品以功能模塊開發(fā)為主，基于國外成熟的智能家居標準之上。 B 系列：遵循 X10 協(xié)議的家庭控制產(chǎn)品，適用于中檔住宅區(qū)。 國內(nèi)各大軟、硬件機構正在積極的研制、開發(fā)更為符合市場的智能化家居設備，以解決當前智能化產(chǎn)品實用性差、使用復雜及產(chǎn)品價格昂貴等缺點，而技術創(chuàng)新性也逐步向國際先進水平靠攏，這樣的未來值得期待。隨著科技的提高，經(jīng)濟的發(fā)展，人們的物質生活水平的提高，對家居環(huán)境的要求也越來越高，作為家居智能化的核心部分 —— 智能家居控制系統(tǒng)也越發(fā)顯得重要。 智能家居控制器可以為系統(tǒng)提供智能控制方案，使住戶的控制更便捷，更高效，更能為家庭 的日?；顒庸?jié)約不必要的能耗。同時，智能家居控制器可以根據(jù)住戶的要求調(diào)整方案，加強緊急處理，危機救護等急救控制，充分達到只要是“用戶想要的，就是我們追求的”宗旨。 本章小結 本章主要分析了智能家居的研究背景，以及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，以及智能家居平臺系統(tǒng)的技術特點。 梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能家居系統(tǒng) 6 第 2 章 系統(tǒng)的總體 方案 設計 系統(tǒng)需求分析 針對國內(nèi)市場的實際情況分析，消費者對遠程抄表和物業(yè)管理興趣索然，但是對家電控制、家居安防報警網(wǎng)絡卻情有獨鐘，所以目前眾多企業(yè) 都往這一方向發(fā)展。嵌入式處理器的性能得到了顯著地提高，這就為以嵌入式為基礎的智能化家居系統(tǒng)的發(fā)展奠定了硬件基礎，使較復雜的檢測和識別算法在系統(tǒng)中得到應用。同時智能化家居的概念也更加明確，相關的智能化技術得到了顯著地發(fā)展，使開發(fā)能獲得大量先進的資料。 系統(tǒng)功能需求 分析 （ 1） 能用手機 通過收發(fā)短信的方式 檢測家電，打開、關閉家電的工作狀態(tài)。 （ 3） 能實時測量 家居內(nèi)溫度、煙霧情況，當室內(nèi)煙霧濃度偏高時，系統(tǒng)可以打開室內(nèi)抽風 機把室內(nèi)有害氣體抽出室外，當室內(nèi)煙霧濃度過高，系統(tǒng)啟動火災報警模塊，提示家居主人預防火災的發(fā)生。 性 能需求 分析 智能家居系統(tǒng) 在正常運行時， 幾乎 每時每刻都在運行， 必須高度重視系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性， 盡量提高系統(tǒng)的容錯能力，同時一定要保證系統(tǒng) 安全，性能良好。 系統(tǒng)設計的原則 智能家居又稱智能住宅，它的最基本目的是為人們提供一個舒適、安全、高效、方便、實用的生活環(huán)境。同時還要充分考慮到用戶體驗，注重操作的便利化和直觀性，注重完美的圖形化控制界面。 根據(jù)目前國內(nèi)外智能家居系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，人們不僅關注家居內(nèi)部控制，更加注重對家用電器內(nèi)部情況進行遠程實時監(jiān)控。本系統(tǒng)主要針對用戶家庭 內(nèi)部進行遠程控制，主要實現(xiàn)的功能有：通過遠程監(jiān)控家電運行情況、通過溫度、煙霧傳感器檢測家居溫度、空氣質量的情況，通過光電傳感器監(jiān)控家庭重要財產(chǎn)，具有防火防盜的功能 。 各個模塊相互獨立，某個模塊出現(xiàn)故障不影響其他模塊運行。 梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能家居系統(tǒng) 8 應 用 程 序 層A R M L i n u x 操 作 系 統(tǒng)驅 動 程 序 層智 能 家 居 手 機 遙 控 層S 3 C 2 4 4 0處 理 器抽 風 機風 扇煙霧傳感器光電傳感器窗戶步進電機臺 燈G S M 模 塊繼電器驅動電 平 鎖 圖 智能家居系統(tǒng)整體架構框圖 該智能家居系統(tǒng)用 S3C2440 處理器， 控制器控制遠程監(jiān)控家電模塊，檢測溫度、煙霧模塊，密碼鎖模塊 等 。 系統(tǒng)主要硬件介紹 ARM 處理器 嵌入式系統(tǒng)常用的處理器有單片機和 ARM，由于考慮到單片機引腳少、功 能簡單以及后續(xù)學習研究等原因，故選擇功能更強大的 ARM 處理器 [6]。 Mini2440ARM 是一款真正低價實用的 ARM9 開發(fā)板，它采用 Samsung S3C244020xx 屆計算機科學與技術專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 9 為微處理器，并采用專業(yè)穩(wěn)定的 CPU 內(nèi)核電源芯片和復位芯片來保證系統(tǒng)運行時的穩(wěn)定性。 本系統(tǒng)初期采用友 善之臂公司集成的 mini2440 開發(fā)板， 開發(fā)板硬件資源如下所示。 ? SDRAM 內(nèi)存： ? 在板 64M SDRAM， 32bit 數(shù)據(jù)總線， SDRAM 時鐘頻率高達 100MHz。 ? 在板 2M Nor Flash，掉電非易失，已經(jīng)安裝 BIOS。 ? 屏幕分辨率可以達到 1024x768 象素，支持黑白、 4 級灰度、 16 級灰度、 256色、 64K 色、真彩色 TFT 液晶屏；尺寸從 寸到 寸，屏幕分辨率可以達到 1024x768 象素。 梁力源：基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能家居系統(tǒng) 10 ? 接口和資源： ? 1 個 100M 以太網(wǎng) RJ45 接口 (采用 DM9000 網(wǎng)絡芯片 ) 。 ? 1 個 USB Host 。 ? 1 個 SD 卡存儲接口。 ? 1 個 10 針 JTAG 接口。 ? 6 USER buttons(帶引出座 ) 。 ? 1 個可調(diào)電阻，用于 AD 模數(shù)轉換測試。 ? 1 個 mm間距 20pin 攝像頭接口。 ? 電源接口 (5V)，帶電源開關和指示燈。 ? 實時時鐘： ? 內(nèi)部實時時鐘（帶后備鋰電池） 。 ? 1 個 40 pin 系統(tǒng)總線接口。 ? 操作系統(tǒng)支持： ? + +(獨創(chuàng)雙圖形系統(tǒng)共存，無縫切換 ) 。