【正文】 的讀數(shù) ) 、 室內(nèi)情況 (主要包括溫度 、 含天燃?xì)鉂舛鹊?)通過信息采集 、 處理與分析，完成單個業(yè)主的控制，并傳輸?shù)轿飿I(yè)管理中心，提供給物業(yè)管理人員使用以及供廣大業(yè)主參考。采集的時間間隔在 30 s～ 2 min。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)故障，各節(jié)點能依據(jù)歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前采集的信息，實現(xiàn)報警功能。通信接口豐富 (具有 TCP/ IP 通信接口 、 RS232/ USB 接口等 )，內(nèi)存空間較大。 圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成圖 系統(tǒng) 模型 考慮到各業(yè)主間的完全獨立的特殊性，智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由四個 部分 組成，即數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù) 存儲以及數(shù)據(jù)傳輸（網(wǎng)絡(luò)控制）。 圖 系統(tǒng) 模型 圖 系統(tǒng)模型中的硬件節(jié)點 作為控制的一部分，要完成對各業(yè)主的控制功能。所以，一個節(jié)點由數(shù)據(jù)采集 、 傳輸 、 控制三個功能單元組成。按其功能要求其數(shù)據(jù)流有 如下幾種 ： （ 1）從各個傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過中間處理過程進(jìn)行處理后，顯示在業(yè)主面前。 （ 3）管理中心發(fā)布系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的命令或處理的結(jié)果在業(yè)主家顯示。國內(nèi)知名的開發(fā)板廠家都提供了基于S3C2410 處理器芯片的開發(fā)板。 （ 2）支持 大 /小 端方式； 尋址空間為每 bank 128MB， 總計 1GB。 （ 4）片上 UPLL 產(chǎn)生操作 USB 主機 /設(shè)備的時鐘， MPLL 產(chǎn)生操作 MCU 的時鐘，在 266MHZ。 （ 6）有 24 個外部中斷口；多路復(fù)用的 I/O 口。 （ 8） 200MHz， 時最高工作頻率 266MHz； 存儲器和 I/O： 。 5 圖 S3C2410 的功能框圖 2 智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的 硬件 設(shè)計 數(shù)據(jù)的采集 S3C2410 具有兩個 SPI 模塊，每個 SPI 接口模塊分別具有 兩個 8 位移位寄存器用來負(fù)責(zé)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。在 SCLK 的控制下，兩個雙向移位寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 [4]。 S3C2410 與 ATT7026A 之間進(jìn)行 SPI 通訊時， S3C2410 的 CS—由高電平變?yōu)榈碗娖綍r表示 ATT7026A 的 SPI 操作開始， CS—由低電平變?yōu)楦唠娖綍r表示 SPI操作結(jié)束，因 此每次開始操作 SPI時 S3C2410 的 CS—信號必須出現(xiàn)下降沿↓，結(jié)束操作 SPI 時 S3C2410 的 CS— 信號必須出現(xiàn)上升沿↑；DIN 為 ATT7026A 的 串行數(shù)據(jù)輸入腳，用于把 S3C2410 從 MOSI 發(fā)出的數(shù)據(jù) /命令 /地址等傳輸?shù)?ATT7026A； DOUT 為 ATT7026A 的數(shù)據(jù)串行輸出腳，用于把從 ATT7026A 寄存器 輸出的 數(shù)據(jù)傳輸?shù)?S3C2410 的 MISO； S3C2410 的串行時鐘SCLK 發(fā)出時鐘信號，控制 ATT7026A 數(shù)據(jù)移出或移入串行口， SCLK 出現(xiàn) 下降沿↓時將 DIN 上的數(shù)據(jù)采集到 ATT7026A 中， SCLK 出現(xiàn) 上升沿↑時將 S3C2410 (ARM920T 內(nèi)核 ) GPIO 總線接口 以太網(wǎng)接口 電源 LED 32M 2SDRAM 64MNAND Flash IM AMD Flash 主從 USB接口 主開關(guān) Reset 控制 液晶屏接口 ADC 接口 MultiICE 接口 SD 卡接口 UART 通道 鍵盤控制 MIC 接口 I2S 接口 SPK 接口 狀態(tài) LED 6 ATT7026A 的數(shù)據(jù)放置于 DOUT 上 ， 輸出到 S3C2410 的 MISO，從而實現(xiàn)通信，完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。 圖 S3C2410 與 ATT7026A的 連接 圖 數(shù)據(jù)的顯示 S3C2410 內(nèi)部自帶一個 LCD 驅(qū)動控制器 (STN amp。也可以支持每像素 8位 (256 級顏色 )的彩色 LCD 屏。 本系統(tǒng)除了顯示用戶水 、 電 、 煤氣的用量，還要顯示時間和室內(nèi)攝像的圖像。 LM057QC1T01 要求其電源電壓 VDD 為 5V， 而液晶顯示所需的偏轉(zhuǎn)電壓 (27 V)可由外電路接入到 VEE(第 7 管腳 )，在該顯示系統(tǒng)的硬件電路中， S3C2410 與 LM057QC1T01 的接口電路 如圖 所示 。 它提供了外接ROM、 SRAM、 SDRAM、 NOR Flash 和 Nand Flash 的接口。因此 本系統(tǒng)采用的是 K9F1208，它是一款 64M x 8 Bits NAND Flash 存儲器， 是一種可在系統(tǒng)進(jìn)行電擦寫， 且 掉電后信息不丟失的存儲器 [7]。 圖 S3C2410 與 K9F1208 的連接圖 數(shù)據(jù)的傳輸 對 于以太網(wǎng)接口 ， S3C2410 內(nèi)嵌了兩個以太網(wǎng)控制器，在全雙工模式下支持 IEEE 802. 3 MAC 控制層協(xié)議，但未提供物理層接口，需外接一片物理層芯片以提供以太網(wǎng)的接入通道 [8]。信號的發(fā)送和接收應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器和網(wǎng)絡(luò)水晶接頭 RJ45接口接入以太網(wǎng) 。使用非屏蔽雙絞線 (UTP5/ UTP3)作為傳輸媒質(zhì)，為 MAC 層設(shè)備提供 MII。其目的是提供一個簡單的 、 易于實現(xiàn)的 MAC 子層和物理層的接口。其中通信接口電路如圖 所示。因此 本系統(tǒng) 采用 SAMSUNG 公司的處理器 S3C2410， 它具有靈活和強大的功能，在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 節(jié)點控制機 則將各種檢測器采集的交流信息用來控制該節(jié)點的通信，同時又 經(jīng)處理機進(jìn)行預(yù)處理 ， 一方面利用 LCD 液晶顯示 ， 使各業(yè)主很方便 的 知道自已 的 各種費用 ； 另一方面 ， 利用通信接口 ， 通過 TCP/IP 協(xié)議 ，保證采集到的數(shù)據(jù)安全 、 可靠 、 有效地 傳輸?shù)娇刂浦行?， 用于整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和管理。硬件平臺如圖 所示。 —C S E X T C K / P C K 2S C L K M C C D B / E T X E NM O S I M C D B 0 / E T X 0M I S O M C D B 1 / E T X 1 M C D B 2 / E R X D V M C D B 3 / E R X 0 T C L K 0 / E R X 1 T C L K 1 / E R X E R T C L K 2 / E M D C I R Q 6 / E M D I O B F O E N T R S Tn F R E n F W E A L E n F C E V C L KC L E V L I N E R n B V F R A M E D A T A [ 7 . . 0 ] V M V D [ 3 . . 0 ] V D [ 7 . . 0 ] S 3 C 2 4 1 0—C SS C L KD I ND O U T—R E—W EA L E—C EC L ER n BI / O [ 7 . . 0 ]X T 2T X E NT X D [ 0 ]T X D [ 1 ]R X D VR X D [ 0 ]R X D [ 1 ]R X E RM D CM D I OM D I N T RR E S E TX C KL PY DD I S PD [ 3 . . 0 ]D [ 7 . . 4 ]A T T 7 0 2 6 AD M 9 1 6 1L M 0 5 7 Q C 1 T 0 1圖 系統(tǒng)的 電路連接圖 3 智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計 智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的操作系統(tǒng)采用 Linux 操作系統(tǒng)， Linux 內(nèi)核是一種源碼開放的操 作系統(tǒng)，采用模塊化的設(shè)計 [11]。最重要的一點是， Linux 自誕生之日起就與網(wǎng)絡(luò)密不可分， Linux 系統(tǒng)內(nèi)傳感器 攝像機 LCD 鍵盤 RS232/UART USB 接口 JTAG S3C2410CPU DM9161 以太網(wǎng)控制器 PC FLASH SDRAM PC 10 核集成了大量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，支持全部的標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)協(xié)議和幾乎所有的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這使 Linux 很適合基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開發(fā)，用戶編寫的程序代碼可以直接建立在這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的基礎(chǔ)之上，從而大大縮短開發(fā)周期。 系統(tǒng)軟件的總體架構(gòu) 智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 由模塊化的程序構(gòu) 成， 包括初始化程序 、 軟件校表子程序 、 讀取 ATT7026A 子程序 、 參數(shù)處理子程序 、 顯示子程序。 其采集 程序結(jié)構(gòu)框 圖如圖 所示。它可以使 MCU 與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn) 行通信以交換信息，可與各個廠家 11 生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器 直接接口。 S3C2410 具有兩個 SPI 口模塊， S3C2410 通過其 SPI 接口可以同時對外圍器件發(fā)送和接收 8 位的數(shù)據(jù)， ATT7026A 內(nèi)部集成了一個 SPI 串行通訊接口 ， 從而它們之間可實現(xiàn)通信。常用傳感器包括干簧管傳感器 、 霍爾傳感器 、 紅外線傳感器 、 IC 卡控制器和電子傳感器等。攝像頭數(shù)據(jù)通過 USB 接口與處理器通信 ， 主要用于業(yè)主外出 (特別是在外出度假 ) 時， 只要 開啟攝像設(shè)備，可以對客廳或其他重要地方進(jìn)行監(jiān)控。 ATT7026A 采用 16 位 A/D 轉(zhuǎn)換器及 24 位 DSP 數(shù)字信號處理器，從而實現(xiàn)了對參數(shù)的高精度和實時性轉(zhuǎn)換測量 [15]。 12 數(shù)據(jù) 采集部分 的 程序 設(shè)計 S3C2410 與 ATT7026A 接口的驅(qū)動程序?qū)儆谧址O(shè)備的驅(qū)動 ， 字符設(shè)備驅(qū)動程序不需要緩沖且不以規(guī)定大小進(jìn)行操作，它 直接從用戶進(jìn)程傳輸數(shù)據(jù)，或傳輸數(shù)據(jù)到用戶進(jìn)程；對字符設(shè)備的訪問可 通過文件系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備名稱 進(jìn)行 。同時設(shè)備驅(qū)動程序作為內(nèi)核的一部分，完成以下功能：對設(shè)備初始化和釋放；把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)；讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)和回送應(yīng)用程序請求的數(shù)據(jù)；檢測和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯誤。 本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序完成 8 路數(shù)據(jù)的采集功能 ， 其程序流程圖如圖 所示。然后通過 ioctl 函數(shù)對 ATT7026A 進(jìn)行設(shè)置 ， ATT7026A 設(shè)置好以后，就可以通過 read 和 write 函數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。程序的主要部分是驅(qū)動程序的使用，驅(qū)動程序采用靜態(tài)編譯模式，驅(qū)動編譯到內(nèi)核中，用戶使用時只需要把 ATT7026A 作為 Linux的標(biāo)準(zhǔn)就可以了。 if ((fd=open”/dev/cyatt7026”,0)0) {printf（“ cannot open /dev/cyatt7026\n ”） 。 } for(。) ioctl(fd,0,0)。 } 假設(shè)接口驅(qū)動程序為 ， 該驅(qū)動程序功能的實現(xiàn)主要由以下幾個主要子函數(shù)完成。=(~0x05400000)； rGPEUP |=0x3800； //set SPI function //GPH5CS ?? rGPHCON |=0x0400； rGPHCONamp。=(~0x20)； rGPHDAT |=0x20； （ 2） ad_convert（） 完成 A/D 轉(zhuǎn)換 void ad_convert(void) { rGPHDAT