基于嵌入式的無線智能家居控制裝置

　0 引 言

　　隨著科學技術的迅速發展，住宅智能化是人類住宅的一場新的革命，現代社會的家庭正在以家庭智能化帶來的多元化信息和安全、舒適、便利的生活環境，更加輕松、有序、高效的現代生活方式，作為一個理想的目標來永恒的追求。目前，智能產業在世界各地已經迅速發展，在不久的將來，沒有智能家居系統的住宅將會象當今不能上網的住宅那樣不合潮流。因此，家居智能化將是大勢所趨。在這樣的背景下，一套便捷，穩定的智能家居控制裝置便必不可少，本文對智能家居控制裝置的實現進行了深入的研究。

　　1 工作原理

　　裝置工作原理如圖1所示，分為遠程控制模塊、主控制器、從控制器和控制電路四大部分。遠程計算機和手機分別通過Internet網絡和GPRS網絡與具有 Windows CE平臺的主控制器相連接進行通信。主控制器和從控制器通過串口分別與藍牙模塊相連接，通過藍牙傳輸進行通信。從控制器直接與控制電路相連接，通過控制電路對家用電器進行控制。

　　2 遠程控制模塊

　　2．1 PC軟件控制

　　PC端軟件采用Visual C++編寫，軟件界面如圖2所示，可以分別對家中的四盞燈進行控制，分別為臥室、廚房、衛生間和客廳的燈進行控制。

　　2．2 手機GPRS遠程控制

　　本裝置遠程控制也可以通過手機GPRS網絡與主控制器相連接進行通信。GPRS模塊選用上海精致科技有限公司的無線數據終端NW18，主要實現基于 GPRS網絡的用戶數據透明傳輸。無線數據終端NW18本身內嵌TCP／IP協議，與主控制器通過串口連接，使用起來簡單方便、穩定可靠，其實物圖如圖3 所示。

　　3 主控制器部分

　　3．1 主控制器硬件結構

　　主控制器選QT2410開發板，其核心芯片為SUMSUNG公司的S3C2410芯片。系統資源CPU：S3C2410(ARM920T)，RAM：2片 32M Byte SDRAM，ROM：一片64M Byte NAND Flash，系統時鐘：12MHz，RTC時鐘：32．576MHz，內核工作電壓：1．8V，工作頻率：203MHz，兩個串行通信接口 UART0，UART1。UART0連接GPRS模塊，UART1連接藍牙模塊，從而起到了連接遠程控制端和從控制器的功能。其實物如圖4所示。

　　3．2 主控制器軟件結構

　　主控制器擁有Windows CE操作系統，故主控制器軟件采用embedded C++工具進行編寫，實現如下三個功能。主要流程圖如圖5所示，軟件界面如圖6所示。

　　1)建立Socket并監視是否有遠程數據，若符合自定義的通信協議則將其傳輸給從控制器。

　　2)打開串口，監視是否有GPRS傳輸的數據，若符合自定義的通信協議則將其傳輸給從控制器。

　　3)若有按鍵按下，處理相應時間，并將消息傳送至從控制器。

　　4 從控制器部分

　　4．1 從控制器硬件

　　本系統采用周立功的EasyARM2131開發實驗板。其CPU是PHILIPS公司的單片32位ARM微控制器LPC2134，它是基于一個支持實時仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI-STM CPU，含有128kB的FLASH存儲器系統，該存儲器用作代碼和數據的存儲。LPC2134擁有兩個異步串行口UART0和UART1和兩個32位的通用I／O口。本裝置主要使用到的是串口1和I／O口：P1．18，P1．19，P1．20和P1．21。