基于A(yíng)RM的智能家居控制通信控制站的設計與實(shí)現
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(7)系統電源設計
由于系統對于電能的特殊要求，所以必須使用分離式電源單獨給予GSM模塊供電。
3 軟件設計
軟件設計采用嵌入式Linux，具有較強的網(wǎng)絡(luò )數據處理能力，嵌入式linux系統的構建包括驅動(dòng)編程，內核裁剪，文件系統制作，應用軟件制作等。
(1)嵌入式系統Linux的移植與分析
第一、編寫(xiě)對應的驅動(dòng)程序，驅動(dòng)程序是內核中的面向硬件層的程序，這些程序為上層軟件提供抽象函數接口，通過(guò)這些函數接口可以間接地控制硬件，因此首先要將目標驅動(dòng)編寫(xiě)出來(lái)，在本系統中需要SPI，USART，單總線(xiàn)，LCD，電阻屏等驅動(dòng)接口。
第二、裁剪內核，將編寫(xiě)好的底層驅動(dòng)程序加入到內核程序中后，需要通過(guò)make menueonfig軟件對其進(jìn)行配置，將需要的驅動(dòng)加入到內核配置單里，通過(guò)make zImage制作出內核鏡像。
第三、制作文件系統，利用busybox工具制作文件系統。
第四、將做好的內核和文件系統一次燒寫(xiě)到ARM硬件的對應區域，開(kāi)機成功啟動(dòng)后配置目標板的FTP協(xié)議。
第五、編寫(xiě)任務(wù)程序，利用抽象的底層函數作為信息交換接口，利用C語(yǔ)言編寫(xiě)任務(wù)程序，將編寫(xiě)好的程序利用arm-linux-gcc進(jìn)行相應的編譯和連接，將編好的程序通過(guò)FTP下載到目標板調試。
(2)系統與任務(wù)構架結構
系統硬件層的驅動(dòng)編寫(xiě)到Linux驅動(dòng)中進(jìn)行相應硬件操作，定時(shí)執行，系統層和抽象層中將底層的硬件抽象成為接口使用，上層的軟件使用接口操作硬件執行任務(wù)。任務(wù)的優(yōu)先級由右向左依次降低，最頂層的任務(wù)是反饋調節任務(wù)位于基本任務(wù)之上。
系統任務(wù)(按照優(yōu)先級別排列)：
①防盜監控②溫度監控③濕度監控④氣體監控⑤光照監控⑥排風(fēng)扇加熱⑦電燈喇叭⑧GSM通訊⑨RJ45通訊⑩LCD人機交互界面。
(3)GSM通訊協(xié)議
GSM采用SAM900A通信模塊，使用短信通信方式，手機收到短信后通知串口接收數據，得到的數據編碼方式如下：
在這些短信編碼中，將所需要的內容截取下來(lái)，便可以識別。在控制家庭智能終端的過(guò)程中所采取的指令方式也是采用編碼方式，其中短信部分編碼定義如下：
[優(yōu)先級所代表的設備0-10][監控開(kāi)關(guān)0／1][設定參數級別0-5][是否定時(shí)開(kāi)啟若不定時(shí)為0否則為分鐘單位的1-255]
其中優(yōu)先級所代表的設備就是任務(wù)優(yōu)先級代碼所代表的設備，控制開(kāi)關(guān)將控制對應設備是否開(kāi)啟或者關(guān)閉，參數級別代表對應設備對應環(huán)境參數的控制區間0最窄5最寬，是否開(kāi)啟定時(shí)為設置開(kāi)啟時(shí)間單位分鐘，若不定時(shí)則為0。
(4)系統安全策略
為避免他人惡意控制家具，在系統中加入了對應的密碼服務(wù)，系統將會(huì )識別對應的手機號，對應的密碼，識別之后才會(huì )執行對應的操作，否則將會(huì )記錄惡意短信發(fā)送方的手機號碼，以備調查之用。
(5)傳感器反饋控制的通用程序流程圖
在本系統中所使用的傳感器檢測與反饋調節方式是相同的，程序流程圖如圖6所示。系統初始化后，進(jìn)入重復由優(yōu)先級從高到低檢測傳感器對應的數據，并將數據與對應的參數進(jìn)行對比，若監測數據符合事先所設定的參數，那么繼續測試下一個(gè)傳感器，若監測數據不符合，那么將檢測數據分析，檢測是否超過(guò)危險臨界值，若沒(méi)有超過(guò)就執行一般的對應處理反饋交互環(huán)境信息，若超過(guò)危險臨界值就發(fā)短信給予用戶(hù)并且咨詢(xún)是否報警等應急措施。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/153484.htm
●硬件控制分析：本系統可以使用Linux操作系統下的SHELL命令執行對應的命令控制對應的硬件達到檢測硬件可行性的目的。采用如輸入：openlight命令控制led的端口輸出高電平驅動(dòng)三極管，led燈就亮了；Lightoff命令控制led的端口輸出低電平，led熄滅。在此可以檢測到硬件控制達到了預期要求。
●短信收發(fā)數據分析：對于GSM通訊協(xié)議的測試采取實(shí)際短信功能的測試，通過(guò)手機發(fā)送如下格式的數據：
13995991-為發(fā)送方的手機號碼的前8位
2-選定控制對象為溫度監控設備
3-控制對象的參數選擇為適中
200-定時(shí)200分鐘后執行
測試結果為：在200分鐘后執行了對應的操作，原先被關(guān)閉了的溫度傳感器設備被激活，能夠在一定溫度范圍內反饋控制風(fēng)扇吹風(fēng)降溫。
4 后記
本設計基于現有市場(chǎng)上智能家庭防盜設備進(jìn)行再設計，并在硬件和程序設計上對現在智能設備存在的問(wèn)題進(jìn)行了一些改變，使之更加智能，更加便捷。體現在以下幾個(gè)方面：
(1)后備電源及掉電檢測報警，更好地防止盜賊進(jìn)行盜竊之前切斷電源。(2)采用Linux操作系統，升級維護更加方便快捷。(3)傳感器網(wǎng)絡(luò )中間使用控制中心進(jìn)行定期監控。(4)程序上設計增加了手機號碼校驗，更好地防止了盜賊通過(guò)短信撤防的手段。(5)具有良好的反饋調節機制，可以在環(huán)境允許的情況下進(jìn)行智能的對應的操作改善當前不良環(huán)境。
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