基于A(yíng)RM的智能家居控制通信控制站的設計與實(shí)現

摘要：設計一個(gè)基于嵌入式Linux的智能家居系統，核心為嵌入式Linux系統，硬件平臺為ARM S3C2440，系統主要由GSM模塊SIM900A、DS18 B20、QM-2氣體傳感器、DHT11濕度傳感器、光敏傳感器、帶觸摸屏的LCD模塊等構成。系統初始化正常工作后，定時(shí)采集傳感器數據，若采集數據出現異常，則對室內的相應設備進(jìn)行控制使其達到指定指標，并將所得數據選擇性通過(guò)GSM發(fā)送或者報警達到有效控制室內設備的目的，也可通過(guò)短信方式控制室內設備運作。實(shí)物實(shí)驗證明本系統運行穩定，符合設計要求。
關(guān)鍵詞：智能家居；ARM9；Linux；GSM模塊

0 引言
物體信息化是現代社會(huì )信息化建設的“催化劑”和“增倍器”。只有走集成整合信息技術(shù)以及信息數據之路，企業(yè)的信息化建設才能真正發(fā)揮作用，才能進(jìn)一步推動(dòng)信息建設上水平?，F代物體信息化的發(fā)展，直接刺激了新生事物的生長(cháng)，物聯(lián)網(wǎng)的出現，讓IT業(yè)充滿(mǎn)了挑戰。
智能家居控制系統可以定義為一個(gè)過(guò)程或者一個(gè)系統。利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)、綜合布線(xiàn)技術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統，有機地結合在一起，通過(guò)統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間。還將原來(lái)的被動(dòng)靜止結構轉變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節約資金。設計是基于嵌入式Linux的智能家居系統。系統主要由GSM模塊SIM900A、DSl8820、QM-2氣體傳感器、DHT11濕度傳感器、光敏傳感器、帶觸摸屏的LCD模塊等構成。系統初始化正常工作后，定時(shí)采集傳感器數據，若采集數據出現異常，則對室內的相應設備進(jìn)行控制使其達到指定指標，并將所得數據選擇性通過(guò)GSM發(fā)送或者報警達到有效控制室內設備的目的，也可通過(guò)短信方式控制室內設備運作。實(shí)物實(shí)驗證明本系統運行穩定，符合設計要求。

1 系統結構
系統由ARM芯片S3C2440為控制中心，控制硬件和傳輸信息。硬件包括各式傳感器如氣體，光照，溫度，濕度，防盜傳感器，系統內部各層次通信的方式由多種通信方式組成如：GPIO，A／D采樣，串口，Spi等；外部通訊方式由GSM通信模塊和由ARM為核心的RJ45網(wǎng)口通信；顯示器是由LCD加上電阻屏組成的液晶顯示器界面終端。其系統框圖如圖1所示。

系統采用Linux操作系統為任務(wù)控制系統。
人機交互界面使用帶有觸摸屏的LCD液晶顯示器，采用ARM內部自帶的LCD驅動(dòng)和電阻屏驅動(dòng)硬件控制采集數據。
遠程通信采用SIM900A模塊，使用短信通信的模式，可以將系統的參數和用戶(hù)的任務(wù)以短信作為載體來(lái)進(jìn)行相應的交流。
聲音模塊采用了外置的芯片UDA1341TS，具有雙通道聲音輸入輸出的功能，和ARM通信采用IIS通信協(xié)議，快速抗干擾能力強。
傳感器網(wǎng)絡(luò )采用各式傳感器，例如：溫度、濕度、光照度、氣體、防盜等等，通訊協(xié)議上由于通訊的方式不同所以為每一個(gè)傳感器都制作了對應的通信驅動(dòng)。
調節設備有溫度調節設備、干燥設備，增濕設備、光照調節設備、通風(fēng)設備、加熱設備。

2 硬件設計
(1)溫度傳感器與降溫裝置
此模塊主要通過(guò)DS18B20來(lái)采集家庭的各點(diǎn)溫度所設計，其電路圖如圖2所示。

降溫裝置用來(lái)對空氣溫度進(jìn)行調節，達到控制室溫的目的，其電路圖如圖3所示。

裝置使用延時(shí)繼電器通過(guò)控制三極管的信號使繼電器得電后導通電阻絲，當需要加熱電阻絲時(shí)，將DIN引腳拉高，此時(shí)三極管導通，繼電器線(xiàn)圈得電吸合開(kāi)關(guān)，這時(shí)電熱絲得電加熱，等待DIN變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，繼電器失電斷開(kāi)，此時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電熱絲斷電停止加熱，為了防止陡然對電熱絲加電和停電而使電熱絲壽命減少，加上了電容保護。