基于STM32智能家居系統的設計與實(shí)現

　　CAN總線(xiàn)通信具有較高的通信速率、高可靠性、便于連接和性?xún)r(jià)比高的優(yōu)勢，它因為高速網(wǎng)絡(luò )以及作為較低成本的各種網(wǎng)絡(luò )而普及應用。由于智能家居系統的通信是在家庭供電線(xiàn)路的復雜電磁干擾中，本系統采用一種CAN雙絞線(xiàn)轉換器，組成一個(gè)家電通信網(wǎng)絡(luò )，足夠可靠地應用于強干擾的惡劣環(huán)境中。

　　3智能家居系統軟件設計

　　智能家居其中一個(gè)重要目的是為了實(shí)現舒適便捷的家居生活，因此必須設計一套用戶(hù)體驗良好的上位機操作界面，包括電腦端對智能家電的詳細設置，以及能體現出手機便捷性對家電基本控制需求的Android客戶(hù)端應用程序。其主要軟件設計流程如圖2所示。系統任務(wù)的實(shí)現由兩個(gè)不同的線(xiàn)程實(shí)現：網(wǎng)絡(luò )通信用的NetStream程序和本地數據處理的程序。

　　圖2 上位機軟件設計流程

　　本地數據處理程序根據任務(wù)又分為以下兩部分：用戶(hù)操作響應部分，視頻流數據處理部分。用戶(hù)操作響應部分主要負責采集用戶(hù)對上位機軟件按下的按鈕、輸入的命令等數據，并將這些采集到的數據進(jìn)行運算和處理，得到結果后再進(jìn)行加密并編碼，最后加載到網(wǎng)絡(luò )流上，自動(dòng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到下位機。視頻流數據處理部分則是智能家居安防監控功能的承載，上位機的軟件定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間間隔的溢出中斷后，通過(guò)TCP連接到路由器，賬號和密碼驗證無(wú)誤后，即可獲取監控攝像頭每一幀JPEG格式的圖像信息，經(jīng)過(guò)處理，可將這些JPEG圖像信息合成24幀每秒顯示在上位機界面上，由于人眼的視覺(jué)暫留效益(Persistence of vision)，這些連續的圖像可以被看成是達到了流暢的視頻效果。

　　NetStream部分則主要是解決上位機與下位機通信的問(wèn)題。智能家居系統的安全是一個(gè)很重要的問(wèn)題，建立一個(gè)穩定安全的連接就顯得尤為重要。本系統采用一種SSL加密的TCP/IP協(xié)議。SSL又叫“安全套接層(Secure Sockets Layer)協(xié)議”，是一種在客戶(hù)端和服務(wù)器端之間建立安全通道的協(xié)議，充分保證了系統通信過(guò)程的安全。

　　4智能家電網(wǎng)絡(luò )的構建

　　為了實(shí)現對智能家電控制的目的，就必須要將各個(gè)家電進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，本系統的下位機家電網(wǎng)絡(luò )包括CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，2.4G射頻無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )以及視距紅外無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。同時(shí)應用了這3種通信網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)具備了智能家居網(wǎng)絡(luò )的可靠性好，連接方便，通用性強等優(yōu)點(diǎn)，彌補了單一通信方式的局限性，若能合理安排組建網(wǎng)絡(luò )，將會(huì )有效地降低系統成本。

　　下位機軟件部分最重要的一個(gè)功能，就是接收到上位機發(fā)送過(guò)來(lái)的帶有加密的數據后進(jìn)行處理。數據解密后，是一個(gè)帶有功能描述與對應參數的字符串，為了方便程序的編寫(xiě)，需要將字符串中的參數部分由連續且未知長(cháng)度的數字轉化為整形變量?jì)Υ嬖趦却嬷?，?shí)現的代碼如下：