基于A(yíng)RM的家庭網(wǎng)絡(luò )系統解決方案

目前，家庭網(wǎng)絡(luò )尚處于初級階段，與智能家電、安全設備的完全整合存在一些商業(yè)與技術(shù)問(wèn)題。調查也顯示家庭網(wǎng)絡(luò )中最受關(guān)注的是媒體的網(wǎng)絡(luò )化。基于以上的分析，我們設計實(shí)現了基于ARM和嵌入式Linux的家庭網(wǎng)絡(luò )原型系統。它包含了完整的娛樂(lè )和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)子系統。由于缺少配套的智能家電和安全設備的支持，我們的控制子系統只有數據采集與控制板，各種傳感器、數控單元和繼電器，沒(méi)有實(shí)際的監控對象。

2．系統設計
2.1系統硬件平臺
ARM是一種高性能、低功耗、低成本的RISC技術(shù)，目前已廣泛應用于汽車(chē)電子、消費電子、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò )設備、無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品等領(lǐng)域。
2.1.1終端、文件服務(wù)器和Web服務(wù)器
終端、文件服務(wù)器和Web服務(wù)器三種硬件平臺都基于三星公司的S3C2410A（基于ARM920T核）。它采用雙哈佛緩存結構，具有16KB指令緩存和數據緩存，最高運行頻率266MHz，尺寸小、功耗低、功能齊全、控制外設方便。內部集成了大量功能模塊，如MMU、LCD控制器（同時(shí)支持STN和TFT LCD）、USB Host/Device控制器、觸摸屏接口、SD/MMC接口、IIC總線(xiàn)接口、IIS總線(xiàn)接口、三星公司獨特的NAND Flash Boot Loader等[3]。
三種硬件平臺共有的配置包括S3C2410A、64MB PC133 SDRAM、64MB NAND Flash、RS232、10Mb以太網(wǎng)卡、USB Host/Device、USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡等。此外，終端配備了3.5寸260K色TFT LCD、觸摸屏、PS/2鍵盤(pán)和鼠標、音頻解碼芯片和128MB SD卡。文件服務(wù)器配備了128MB SD卡、U盤(pán)和移動(dòng)硬盤(pán)。Web服務(wù)器配備了音頻解碼芯片。
2.1.2數據采集與控制板
數據采集與控制板可能工作在較惡劣的露天條件下，所以我們采用Atmel公司的工業(yè)級產(chǎn)品AT91FR40162（基于A(yíng)RM7TDMI核）。它的主頻75MHz，工作溫度-40°C～85°C，

圖2文件檢索與傳輸服務(wù)的流程

在服務(wù)過(guò)程中，用戶(hù)只能看到Web服務(wù)器，文件服務(wù)器對用戶(hù)是隱藏的。這增加了整個(gè)系統的安全性，避免了用戶(hù)對文件服務(wù)器的錯誤操作，也增加了文件服務(wù)器配置的靈活性和分布性。
（2）家庭控制服務(wù)
家庭控制服務(wù)實(shí)現數據采集與控制板和Web服務(wù)器之間的信息交流和遠程監控功能。
數據采集與控制板將采集到的數據先存儲到板上的Flash，然后根據用戶(hù)的需要實(shí)時(shí)或定時(shí)地發(fā)送到Web服務(wù)器。Web服務(wù)器再將數據發(fā)送到傳感器數據服務(wù)器。傳感器數據服務(wù)器記錄下數據，并且更新數據記錄列表。
數據采集與控制板上的數據采集模塊會(huì )對某些采集量進(jìn)行閾值檢測，如果發(fā)現采集量超過(guò)閾值，立刻向Web服務(wù)器發(fā)出警告或利用AO、DO驅動(dòng)設備進(jìn)行下一步處理。Web服務(wù)器收到警告后，輸出用戶(hù)設定的報警音樂(lè )并且通過(guò)GSM/GPRS發(fā)送短信通知用戶(hù)。
用戶(hù)可以通過(guò)終端登陸Web服務(wù)器的監控頁(yè)面，選擇遠程監控服務(wù)，如查看傳感器數據、初始化設備、喚醒系統、設置檢測對象和閾值、報警處理、輸出控制等。相應的命令通過(guò)GSM/GPRS發(fā)送到控制子系統。AT91FR40162將對命令進(jìn)行解析，然后完成或驅動(dòng)C8051F020完成相應的功能。

4．結束語(yǔ)
本文提出的嵌入式家庭網(wǎng)絡(luò )系統解決方案低成本，低功耗，可分布性強，功能豐富，能同時(shí)滿(mǎn)足媒體娛樂(lè )和家庭控制的需要?；贏(yíng)RM和嵌入式Linux的原型系統跨越了多硬件平臺和多軟件平臺，既充分利用了各平臺的優(yōu)點(diǎn)，也在一定程度上模擬了未來(lái)Embedded Everywhere中多平臺共存的情況。經(jīng)過(guò)系統測試，原型系統可長(cháng)期穩定運行，非常適合家庭網(wǎng)絡(luò )應用。