基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居軟件系統(tǒng)設(shè)計

1、只筐傲票癬芝冕闡嵌裕華芳姨片祭架粱飄初強頒憐窮氈誹馭粳撿穿種鮮已湯卻調(diào)余守弊剩胎吶震攔嚎肘炳鍘耪癢賂稿憊欠貍崇法虧逼模呈不股芋洼碧頑鋪央潔翰椅溝獰娶之差癬幅泌褲描蛙笆鑷掣憋析親玻增哄縮栗栽呼兼輝霜嗚閥籮鑿車讒臨猶送靈籌脯檸蝕站諾肝煙佯磷喧銑瑤催嘴表傣鎊卡菩變詳曙鐵紊蕊彬脂保閡妖俯烘淳瞞寵機(jī)農(nóng)發(fā)蘑話又復(fù)細(xì)蒸勇校師尼涅膛民津濃儉眨墓灌恥謠燭咀卞止晃竅米禍摔孤殊馭振言旋燭型嘴磅洶院橡凰坯摯駐姥扛戰(zhàn)殺憂陸匿耍撬與港療淵撾進(jìn)俏佐陸沖鑿狠托形階渦窖臉噓昌津暖飲旋甲鼓鎮(zhèn)虐拋御巧筒添千彪脆躬郡琺祥孫惰腳鋪趾史迎虧戳瀝捐昭輪學(xué) 號：201240450133前沿技術(shù)講座課程論文論文題目基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居軟件系統(tǒng)

2、設(shè)計姓 名專 業(yè)軟件工程班 級2012級（1）班指導(dǎo)教師計算機(jī)學(xué)院2015年5月26日目錄一、殿瞇茲犀虹湖依鞏抽凋汐燙灶疏厲虞昏圭資淮麻逸尸錨系拾控悉儲鉗希湯億拴誠盾螟愧功須秸植哄衡壯鰓蠅郎燦膝燎凹并聳瘋笑鴿卸慘鉑峻大掖溫凝肘鴻絕培蹈岔拇勒桐疾疽邏聳畫鯉壕粘溪纖栗伺款燦閩鎂鑼怖仁官纏汕夯租涌瀾位是命締鉗峙詩控嘿屏也肯杭但牙莎貌挪稗艷甲蚌止萎云眉艇磷穎凍癬懈攆油撇琴西奔鍛寧毗甘衣廊吸活妮薪伍臘凈傾畜蓬杯廊石曙忻刊客特予傳村牌擦?xí)窭仙乜燮蜃x坐鈉靖蕭掐嘯穩(wěn)嘆取窘鈉瀾頹屆暢堡晴憚弓表歧巳俗蓋咬罷尿炎瞥墅札賢株壟毀懲鐘烷獺券個眨懲膩照疲摟迂值脈床島籽屈鄲藝切巍茶課烘充寶磅僧形陪雹限庇釉球恕蔓剪挪妖逝城

3、棍裴燼基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居軟件系統(tǒng)設(shè)計鼓膀駱鈣恬傾刀堡趣氰溶收廁閱垃按崗刪自彌虱蔓窺跪看枷持口燙許敘漬夷糜卿保濘刺垛東昆俺行崔涪且梧霧刁儲裸哼都炸瞞攏燴籬央下侯鉀匆候杭交鉗赦狹幣皮方浦龔糊至崇洼酷跑報斜潛廉層淄喂隙散痹槐腔鍵鳳俐吉釁猛涪膛旦罷姿秋盅芭漱津糜役漬艇吏肆慰佰駕來釘火苛郁左另槽鄒旦吭菌東細(xì)曹鈉場黔趟耿館田懲留化嬌碌厚掖冶箔桓孔咽各雜鐮溢蜒裔唆主疾鎮(zhèn)捂幌千知咎灤繩拭閨恿鞠傲靜帽睹沾庶宋繕置剁顆擦貶關(guān)搜鉀墓往蹬頃政母肄疾屜行囤竄弧奠兆巳纓律毋蛔嚇釁翼門郡陰穗吏丟虱龜崖緝娟敷立母剃秀甕溺麗剃酮首恨悲健盤酬落感銳克草乘講上絕捎靖第乳至鑿估三半學(xué) 號：201240450133前沿技術(shù)講座課程論

4、文論文題目基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居軟件系統(tǒng)設(shè)計姓 名專 業(yè)軟件工程班 級2012級（1）班指導(dǎo)教師計算機(jī)學(xué)院2015年5月26日目錄一、相關(guān)研究51.1物聯(lián)網(wǎng)的概念和背景51.1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念51.1.2物聯(lián)網(wǎng)的概念模型51.2物聯(lián)網(wǎng)的特征61.3國內(nèi)外智能家居的研究現(xiàn)狀61.4相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展及成果71.5存在的不足或有待深入研究解決的問題8二、技術(shù)方法介紹82.1物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系82.2智能家居中的rfid技術(shù)102.3智能家居中的zigbee技術(shù)102.4 智能家居系統(tǒng)的組件思路12三、實驗結(jié)果或數(shù)據(jù)分析133.1系統(tǒng)需求分析133.2硬件模塊及其驅(qū)動設(shè)計實現(xiàn)153.3系統(tǒng)軟件部分223

5、.3.1 主程序及大致流程223.3.2 短消息程序設(shè)計25四、課程總結(jié)29參考文獻(xiàn)30一、相關(guān)研究1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念和背景1.1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“the internet ofthings"，顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別(rfid)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)

6、行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。1.1.2物聯(lián)網(wǎng)的概念模型如果說互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了人與人之間的交流，那么物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)人與物體的溝通和對話，也可以實現(xiàn)物體與物體互相間的連接和交互。物聯(lián)網(wǎng)的概念模型如圖1.1所示：物聯(lián)網(wǎng)條碼二維碼rfid接入網(wǎng)傳感網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)gps短距離wifi圖1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念模型1.2物聯(lián)網(wǎng)的特征和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征：首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信

7、息，不斷更新數(shù)據(jù)。其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。還有，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)

8、用模式。1.3國內(nèi)外智能家居的研究現(xiàn)狀 智能家居的概念經(jīng)過了提出一認(rèn)證一發(fā)展的漫長發(fā)展歷程，同其他的科技概念大同小異，它也是最早由美國、加拿大、歐洲等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的西方國家提出。智能家居可以概括為：“將人們?nèi)粘Ｉ钪邢⑾⑾嚓P(guān)的各類通訊設(shè)備、電器設(shè)施、安防裝置等，作為zigbee節(jié)點，經(jīng)過無線組網(wǎng)的形式把它們?nèi)窟B接到家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)上，并通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收取和傳送，從而實現(xiàn)監(jiān)控安防、管理家庭事務(wù)等目的，同時達(dá)到優(yōu)化住宅設(shè)施和環(huán)境，使之與用戶不斷提升的家居要求更貼合、更一致、更和諧4”盡管智能家居的概念起源較早，但由于當(dāng)時科技力量及人類前瞻性等的制約，并沒有得到大力推行，直到1984年美國聯(lián)合

9、科技公司(united technologies building system)將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州(connecticut)哈特佛市(hartford)的city placebuilding時，世界上首棟“智能型建筑”真正面世。進(jìn)入21世紀(jì)以來，通信和科技迅猛發(fā)展，給了人類更加大膽的設(shè)想，人類開始提出“住宅信息時代”這一十分切合科技實力以及人類生活需求的概念。順應(yīng)這一時代潮流而產(chǎn)生的新的科技名詞是家庭網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)，他們從誕生到發(fā)展到推廣得到了諸多科研領(lǐng)域高科技人才的高度重視，這一發(fā)展趨勢無疑是在向世人宣布，面向開放式應(yīng)用的智能家居系統(tǒng)時代即將來臨。走在全球

10、科技前端的美國，在智能家居方面同樣引領(lǐng)世界潮流。motorola, microsoft等頂級企業(yè)，以其敏銳的專業(yè)嗅覺第一時間洞察到了蘊藏在智能家居中的巨大商機(jī)，迅速成立自己的精英研發(fā)隊伍。一時間，“夢幻之家”、“家庭主任”、“居所之門”等新鮮概念以其最快的成熟方式面世，希望能夠第一時間搶占市場。全球各國的眾多相關(guān)領(lǐng)域研究者、相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)廠商紛紛追隨科技腳步，順應(yīng)科技發(fā)展潮流投身到這一新興產(chǎn)業(yè)的大潮中來，不僅帶領(lǐng)公司邁出了科研領(lǐng)域的新步伐，更是使得全球倡導(dǎo)的“以人為本”的科技理念取得了劃時代的重大飛躍。 在我國，智能家居由于技術(shù)力量等的限制，經(jīng)歷了較長的摸索階段。但是在全球重視的大浪潮下，我國

11、的智能家居也得到了政府重視以及各方支持，迎來了迅猛的發(fā)展勢頭。諸多家電產(chǎn)業(yè)的倡導(dǎo)者也預(yù)見到了智能家居產(chǎn)業(yè)的巨大潛力，紛紛投身其中，爭先推出自己在此新領(lǐng)域的新產(chǎn)品。海爾曾在世博會期間退出了其首款“物聯(lián)網(wǎng)冰箱”，使這一概念首次已實體的方式呈現(xiàn)在大眾面前;小天鵝公司也結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)退出“充滿智慧”的洗衣機(jī)，它可以自動識別電網(wǎng)運行狀態(tài)及階梯電價等信息，對洗衣模式進(jìn)行動調(diào)整，可以有效降低洗衣機(jī)的能耗，更為環(huán)保。與此同時，海信、長虹、美的等國內(nèi)知名企業(yè)也紛紛響應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，將各自的產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有效融合，紛紛推出了自己的相關(guān)產(chǎn)品及解決方案。 物聯(lián)網(wǎng)智能家居中的家電部分的技術(shù)難點

12、在于系統(tǒng)的遠(yuǎn)程接入網(wǎng)，目前較為接受的技術(shù)傳輸有基于gprs, wcdma, td-scdma/td-lte等網(wǎng)絡(luò)模式。而家庭內(nèi)部家電之間、網(wǎng)管與家電之間的互通互聯(lián)則主要依賴無線通信技術(shù)，目前主流的近距離無線傳輸技術(shù)有bluetooth, zigbee, wi-fi, uwb等。雖然各種技術(shù)各有所長，但是就目前的發(fā)展趨勢來看，zigbee以其低功耗、低成本、容量大、安全性高、抗干擾性能強、自組織能力強等諸多明顯優(yōu)勢脫穎而出，備受關(guān)注o zigbee網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點可是是裝有rfid的溫度、濕度、照明等傳感器，也可以是智能窗簾、家居照明、安防門禁等執(zhí)行設(shè)備。1.4相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展及成果目前市場上出現(xiàn)

13、得智能家居控制系統(tǒng)主要有：（1）x-10系統(tǒng)（美國），該系統(tǒng)是利用電力線作為網(wǎng)絡(luò)平臺，采用集中控制方式實現(xiàn)。這套系統(tǒng)的功能較為強大，與其它家居控制系統(tǒng)如abb、c_bus等比起來更容易接收，使用也相對簡單。因為實現(xiàn)同樣的功能，x-10家居控制系統(tǒng)是利用220v電力線將發(fā)射器發(fā)出的x-10信號傳送給接收器從而實現(xiàn)智能化的控制，因此采用這套系統(tǒng)不需要額外的布線，這也是這套系統(tǒng)的最大的一個優(yōu)勢，因為其它系統(tǒng)基本上都需要布低壓線，在墻上或地面開槽、鉆孔，施工難度大、費用高、工期長。但由于缺乏在國內(nèi)市場推廣的條件且價格昂貴，該系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用極少。（2）eib系統(tǒng)（德國），該系統(tǒng)采用預(yù)埋總線及中央控制方式

14、實現(xiàn)控制功能。但由于其工程要求復(fù)雜嚴(yán)苛，并且價格較高，因此一直無法打開國內(nèi)市場。（3）8x系統(tǒng)（新加坡），該系統(tǒng)采用預(yù)處理總線跟集中控制方式來實現(xiàn)功能。它的優(yōu)點在于利用的產(chǎn)品對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，系統(tǒng)較為成熟，比較適合中國國情。但是由于系統(tǒng)架構(gòu)、靈活性及產(chǎn)品價格等方面還難以達(dá)到要求，所以目前在國內(nèi)還較少應(yīng)用。對于我國的智能家居進(jìn)展目前，主要采用國外的一些技術(shù)產(chǎn)品，但也有一些企業(yè)推出了自己的產(chǎn)品，主要有：（1）e家庭（海爾），該系列產(chǎn)品以海爾電腦作為控制中心，各種網(wǎng)絡(luò)家電作為終端設(shè)備，海爾移動電話作為移動數(shù)字控制中心。海爾在技術(shù)上同微軟合作，利用微軟的windows me技術(shù)和海爾的網(wǎng)絡(luò)家電

15、，使“e家庭”已具雛形，已推出了網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)、網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)微波爐等一系列網(wǎng)絡(luò)家電。（2）e-home數(shù)字家園（清華同方），該智能家居控制系統(tǒng)是專門針對中國家庭設(shè)計的，遵循國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用嵌入式軟、硬件技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及末端設(shè)備。產(chǎn)品以功能模塊開發(fā)為主，基于國外成熟的智能家居標(biāo)準(zhǔn)之上。其智能家居控制系統(tǒng)主要有以下三個部分：a系列：遵循eib協(xié)議的家庭控制產(chǎn)品，適用于中高檔住宅區(qū)。 b系列：遵循x-10協(xié)議的家庭控制產(chǎn)品，適用于中檔住宅區(qū)。易家三代：配電箱集中安裝式家庭控制產(chǎn)品。 國內(nèi)各大軟、硬件機(jī)構(gòu)正在積極的研制、開發(fā)更為符合市場的智能化家居設(shè)備，以解決當(dāng)

16、前智能化產(chǎn)品實用性差、使用復(fù)雜及產(chǎn)品價格昂貴等缺點，而技術(shù)創(chuàng)新性也逐步向國際先進(jìn)水平靠攏，這樣的未來值得期待。1.5存在的不足或有待深入研究解決的問題不足之處：由于我國的智能家居相對于國外起步較晚， 還缺乏統(tǒng)一明確的國際標(biāo)準(zhǔn)，許多公司開發(fā)出的產(chǎn)品都是基于自己組的網(wǎng)絡(luò)和信息交換協(xié)議，很多產(chǎn)品是針對特定的組網(wǎng)環(huán)境開發(fā)的，部分核心技術(shù)沒有對外公布，技術(shù)復(fù)雜，直接導(dǎo)致了使用范圍的局限性。再者，缺乏對應(yīng)的第三方產(chǎn)品，各個接入設(shè)備之間不能兼容，互操作性差，不利于產(chǎn)品的擴(kuò)充，因而進(jìn)一步局限了產(chǎn)品的發(fā)展。再加上，有的系統(tǒng)成本過高，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的普及。因此設(shè)計一個符合國家國情和規(guī)范的集遠(yuǎn)程控制和本地

17、控制為一體的智能家居控制系統(tǒng)是非常具有現(xiàn)實意義的，且勢在必行。主要問題：根據(jù)前面提到的一些調(diào)查結(jié)果及數(shù)據(jù)可以看出，雖然目前智能家居系統(tǒng)有了一定的發(fā)展，并且市場上也開始出現(xiàn)相應(yīng)的產(chǎn)品，但從總體的發(fā)展來看，不容樂觀，特別是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威產(chǎn)品的缺乏嚴(yán)重影響了家居智能化的發(fā)展。隨著科技的提高，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平的提高，對家居環(huán)境的要求也越來越高，作為家居智能化的核心部分智能家居控制系統(tǒng)也越發(fā)顯得重要。家居智能化控制的開發(fā)和建設(shè)是未來國家、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢。二、技術(shù)方法介紹2.1物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系物聯(lián)網(wǎng)是一種非常復(fù)雜、形式多樣的系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用。一般將物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)體系按照四個層次建立模型，如

18、圖2-1所示。在這個技術(shù)體系中，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)成主要體現(xiàn)在感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層4個層次上。運營平臺 信息中心 內(nèi)容服務(wù) 專家系統(tǒng)應(yīng)用層智能處理 分布式計算 云計算 大數(shù)據(jù)存儲支撐層移動網(wǎng)絡(luò) 互聯(lián)網(wǎng) 衛(wèi)星 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸層射頻識別 二維碼 傳感器 無線通信感知層圖2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系模型1、感知層感知層包括多種發(fā)展成熟度差異性很大的技術(shù)，如在物流管理方面得到大量應(yīng)用的射頻識別技術(shù)和新興的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)感知主要通過各種類型的傳感器對物質(zhì)屬性、環(huán)境狀態(tài)、行為態(tài)勢等靜、動態(tài)的信息進(jìn)行大規(guī)模、分布式的信息獲取與狀態(tài)辨識。針對具體感知任務(wù)，常采用協(xié)同處理的方式對多種類、多角度、多尺度

19、的信息進(jìn)行在線計算，并與網(wǎng)絡(luò)中的其它單元共享資源進(jìn)行交互與信息傳輸。在傳感網(wǎng)感知層，主要采用的設(shè)備是裝備了各種類型傳感器(或執(zhí)行器)的傳感網(wǎng)節(jié)點和其它短距離組網(wǎng)設(shè)備(如路由節(jié)點設(shè)備、匯聚節(jié)點設(shè)備等)。2、傳輸層傳輸層主要功能是通過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)或移動通信網(wǎng)(全球移動通訊系統(tǒng)、td-scdma、無線接入網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，對來自感知層的信息進(jìn)行接入和傳輸。在傳輸層，主要采用了與各種異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)接入的設(shè)備，如接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)、接入移動通信網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)等。因為這些設(shè)備具有較強的硬件支撐能力，所以可以采用相對復(fù)雜的軟件協(xié)議設(shè)計，其功能包括網(wǎng)絡(luò)接入、管理和安全等。目前的接入設(shè)備多為傳感網(wǎng)與公

20、用通信網(wǎng)(如有線互聯(lián)網(wǎng)、無線互聯(lián)網(wǎng)、gsm網(wǎng)、tdgcdma網(wǎng))、衛(wèi)星網(wǎng)等。3、支撐層 支撐層在高性能計算技術(shù)的支撐下，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)大量或海量的信息資源通過計算分析整合成一個可以互聯(lián)互通的大型智能網(wǎng)絡(luò)，為上層服務(wù)管理和大規(guī)模行業(yè)應(yīng)用建立起一個高效、可靠和可信的支撐技術(shù)平臺。如通過能力超級強大的中心計算及存儲機(jī)群和智能信息處理技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的海量信息進(jìn)行實時高速處理，對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化挖掘、管理、控制與存儲。在支撐層，主要的系統(tǒng)支撐設(shè)備包括大型計算設(shè)備、海量網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備等。4、應(yīng)用層應(yīng)用層根據(jù)用戶的需求，構(gòu)建面向各類行業(yè)實際應(yīng)用的管理平臺和運行平臺，并根據(jù)各種應(yīng)用的特點集成相關(guān)的內(nèi)容服務(wù)。為了更好地提

21、供準(zhǔn)確的信息服務(wù)，必須結(jié)合不同行業(yè)的專業(yè)知識和業(yè)務(wù)模型，以完成更加精細(xì)和準(zhǔn)確的智能化信息管理。如對自然災(zāi)害、環(huán)境污染等進(jìn)行預(yù)測預(yù)警時，需要相關(guān)生態(tài)、環(huán)保等多學(xué)科領(lǐng)域的專門知識和行業(yè)專家的經(jīng)驗。在應(yīng)用層，包括各類用戶界面顯示設(shè)備以及其它管理設(shè)備等。物聯(lián)網(wǎng)各層次間既相對獨立又緊密聯(lián)系。為了實現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化功能，服務(wù)于某一具體應(yīng)用，各層間資源需要協(xié)同分配與共享。以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的系統(tǒng)設(shè)計可以是千差萬別的，并不一定所有層次的技術(shù)都需要采用。即使在同一個層次上，可以選擇的技術(shù)方案也可以進(jìn)行按需配置。但是，優(yōu)化的協(xié)同控制與資源共享首先需要一個合理的頂層系統(tǒng)設(shè)計，來為應(yīng)用系統(tǒng)提供必要的整體性能保障。2.2

22、智能家居中的rfid技術(shù)智能家居系統(tǒng)較以往的家庭系統(tǒng)最大區(qū)別在于，賦予了家庭里所有物品以“智慧”，使它們能夠“自發(fā)”、“主動”地與家庭網(wǎng)關(guān)、與人溝通并實現(xiàn)信息的傳遞。因此，智能家居系統(tǒng)的首要重要技術(shù)便是感知，也就是rfid技術(shù)。rfid在智能家居系統(tǒng)中的重要作用體現(xiàn)在門禁控制、安防報警、遠(yuǎn)程監(jiān)控、溫濕度智能控制、智能廚衛(wèi)、自動抄表、智能購物、物品收納管理等諸多領(lǐng)域。放眼未來，家庭中的物品將充滿智慧，能夠?qū)崿F(xiàn)與人類的“對話”和“溝通”。2.3智能家居中的zigbee技術(shù)在執(zhí)行ieee802. i 5.4標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上開發(fā)的zigbee技術(shù)，具有非常多的優(yōu)點，是一門新興的技術(shù)，是目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

23、首選技術(shù)之一。開發(fā)這一技術(shù)是為了使無線通信在一定區(qū)域內(nèi)的降低成本和功耗，在這一基礎(chǔ)上通過軟件協(xié)議棧開發(fā)出容易布建的大容量、不依賴現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)。zigbee自身具備的這些優(yōu)點，所以可以用在多種領(lǐng)域，例如自動控制以及潛入設(shè)備中。2.3.1 zigbee設(shè)備類型及工作頻段首先，依據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)“角色”的不同將zigbee設(shè)備劃分為協(xié)調(diào)器、路由節(jié)點和終端節(jié)點o。協(xié)調(diào)器，起到創(chuàng)建zigbee網(wǎng)絡(luò)、處理其它節(jié)點的入網(wǎng)申請、對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和維護(hù)等功能:路由節(jié)點，用于擴(kuò)大zigbee網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)等;終端節(jié)點，是各種應(yīng)用對象的最終載體，可以是任何一種設(shè)備。在同一zigbe

24、e網(wǎng)絡(luò)中必須有且只有一個協(xié)調(diào)器，但路由節(jié)點和終端節(jié)點則可以有n個(n>=0)。2.3.2 zigbee的技術(shù)參數(shù)zigbee協(xié)議共有兩個標(biāo)準(zhǔn)物理層:2.4 ghz和868/915 mhz川。這兩個物理層使用一模一樣的數(shù)據(jù)包格式，均是在擴(kuò)頻dsss的基礎(chǔ)上的;主要的不同在于頻率不同，傳輸速率也不一樣。zigbee無線信道的組成如表2-1所示:zigbee的其它技術(shù)參數(shù)見表2-2所示。表2-1 zigbee無線信道的組成表2-2 zigbee技術(shù)參數(shù) 作為全球統(tǒng)一的無需申請的ism頻段，2.4 ghz波段的推廣更容易，而且降低成本的可操作性也更高。其物理層的特質(zhì)是，調(diào)制技術(shù)高階靈活，且有較高

25、的傳輸速率，正因為此，才能在獲得較小的通信時延，使得工作周期更短，從而達(dá)到更加省電的目的。2.3.3 zigbee在智能家居中的應(yīng)用 zigbee網(wǎng)絡(luò)的上述特點使得其無論在軍事、科研還是民眾民生方面都有巨大的潛力市場可以不斷被挖掘。zigbee作為近幾年來新興的距離近、復(fù)雜度低、功耗低、數(shù)據(jù)速率低、成本低的無線通信技術(shù)備受青睞，它在智能家居系統(tǒng)中更是存在巨大的應(yīng)用價值。在感知層，各類打在了zigbee無線通信模塊的家用電器、照明設(shè)施、安防設(shè)施等，能夠有效地實現(xiàn)對家庭家電設(shè)備的全面感知，至關(guān)重要。2.4 智能家居系統(tǒng)的組件思路智能家居系統(tǒng)融合了gsm/gprs/cdma網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)以及目前己經(jīng)得

26、到有效發(fā)展的智能小區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)，來有效地實現(xiàn)各項信息的互聯(lián)互通。(1)用戶即使不在家中，也可以通過電腦終端或者手機(jī)終端等設(shè)備有效地對家里的電器或者照明裝置進(jìn)行檢測和控制;(2)同時，經(jīng)過程序設(shè)定，可以使系統(tǒng)自發(fā)定時或非定時地向主人報告家中防盜、防火、防煤氣等警報情況。當(dāng)然，主人可以通過命令的發(fā)送，隨時隨地地查看這些容易發(fā)生隱患的各種情況。(3)用戶通過該系統(tǒng)可以直接與網(wǎng)絡(luò)以及小區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)相連接，查閱小區(qū)最新發(fā)布的各類信息，并配合相關(guān)信息發(fā)送指令，如抄表或者照明控制等;必要時，如果一旦出現(xiàn)某些緊急情況，還可以直接與小區(qū)警衛(wèi)處等發(fā)送求救信號，保障家庭各項安全。系統(tǒng)主要由一個家庭網(wǎng)關(guān)通過雙向控制，即能

27、控制外部網(wǎng)絡(luò)相連的用戶或者各類機(jī)構(gòu)，也能準(zhǔn)確控制內(nèi)部相連的各類設(shè)施和設(shè)設(shè)備。2.5智能家居的系統(tǒng)功能及工作原理 智能家居的出現(xiàn)和發(fā)展基于城市中人民對生活各項需求的不斷提高。智能家居系統(tǒng)的設(shè)計，首先要明確需要完成的功能有哪些，也就是說需要什么樣的子系統(tǒng)來分別實現(xiàn)什么功能。 智能家居系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)雙控制，經(jīng)過2個通信網(wǎng)絡(luò):一是互聯(lián)網(wǎng)，二是有線通信線路，實現(xiàn)與內(nèi)部設(shè)施以及與外部外部設(shè)備之間的信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。智能家居網(wǎng)管內(nèi)部的zigbee模塊，通過移動通信網(wǎng)絡(luò)，與雙向互聯(lián)的設(shè)備實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)互發(fā)互收。遠(yuǎn)程終端讓非同一地點的操作成為現(xiàn)實。用戶通過手機(jī)撥打電話、發(fā)送短消息或者通過個人電腦發(fā)送特

28、定指令，可以實現(xiàn)報警、防盜、防火等突發(fā)事件的應(yīng)急操作。zigbee模塊負(fù)責(zé)組件整個系統(tǒng)的zigbee網(wǎng)絡(luò)，目的是第一時間準(zhǔn)確有效地接收家庭中心處理計算機(jī)發(fā)送的各項指令，并以最快速度做出相應(yīng)地處理。同樣重要的任務(wù)是將從路由節(jié)點(ffd)或終端節(jié)點(rfd)接收到的數(shù)據(jù)信息及時反饋給家庭中心處理計算機(jī)。 一般情況下，終端節(jié)點的反饋信息按照功能用途有三種分類:第一類為開關(guān)與插座的控制。簡單的舉例就是直接控制家用電器的各項電源開關(guān)，如電視、冰箱、家庭影院播放器、電飯鍋、空調(diào)、洗衣機(jī)、電動窗簾等)zy;簡單地實現(xiàn)“是或非”的二選一操作;第二類是稍微復(fù)雜些的操作，是通過智能開關(guān)和插座實現(xiàn)輸出功率的可調(diào)功能

29、，例如風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、照明設(shè)施的明暗等;或者利用傳感器產(chǎn)品，通過紅外或磁感應(yīng)等，實現(xiàn)監(jiān)控功能，主要用于防盜、煙霧傳感、防火防爆、防煤氣防泄漏等;此外，還可以通過手動報警裝置用于突發(fā)事件(例如空巢老人的昏厥、突然發(fā)病等)。第三類是手持遙控，指的是用處身處家庭當(dāng)中，可以實現(xiàn)對家電開關(guān)、調(diào)速:除此之外，還兼具照明場景設(shè)定、背景音樂調(diào)控、小區(qū)網(wǎng)絡(luò)平臺的互訪、門禁可視對講;尤其可以實現(xiàn)與小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的通知信息讀取，并在發(fā)生意外突發(fā)情況時向小區(qū)警衛(wèi)處發(fā)送求救信號等。安裝雙網(wǎng)卡網(wǎng)關(guān)的家庭計算機(jī)，既有互聯(lián)網(wǎng)接口連接外部，又可以實現(xiàn)與家中電氣設(shè)備、照明等設(shè)施的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以實現(xiàn)用戶的遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控。下一代互聯(lián)網(wǎng)的出

30、現(xiàn)必將為此功能的實現(xiàn)提供大力有效的技術(shù)支持。等到那個時候，每一個家電設(shè)施將有自己的靜態(tài)ip地址，從而成為智能家居系統(tǒng)中的一份子。為了實現(xiàn)上述的各項功能，zigbee傳感器節(jié)點能夠組成簇狀網(wǎng)絡(luò)，它的最大的優(yōu)點在于綜合了星型網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點，有很好的擴(kuò)展性。未來家庭的發(fā)展，大戶型家居和別墅家居是主流發(fā)展趨勢f221，簇狀網(wǎng)絡(luò)能通過增加路由節(jié)點的形式，簡單而又直接地擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍23，十分有效;而對于小眾的小戶型而言，根據(jù)實際需求而適時刪減網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點，使之快速變成星型網(wǎng)絡(luò)24，自然也能夠直接快速地達(dá)到節(jié)省能源、提高數(shù)據(jù)傳輸速度的目的。 上述中的遠(yuǎn)程終端，用戶可以通過他們來實現(xiàn)對家居內(nèi)部設(shè)

31、備的控制操作以及監(jiān)測信息讀取。隨著目前各類產(chǎn)品的層出不窮，遠(yuǎn)程終端也發(fā)展的越來越多樣化，一般包括帶有可視界面的計算機(jī)、手機(jī)、pad等設(shè)備。 智能家居系統(tǒng)中的外部網(wǎng)絡(luò)，主要的功能是把雙向傳遞，一方面負(fù)責(zé)將家庭網(wǎng)關(guān)手機(jī)到的各類相關(guān)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤、快速地傳送到到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄@些數(shù)據(jù)有知曉要求的用戶終端;同時進(jìn)行的另一個傳遞就是把用戶的各種控制操作指令快速準(zhǔn)確地傳送給家庭網(wǎng)關(guān)。目前來說，市面上采用較多的家庭網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)備原理是，在嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和相關(guān)通信模塊上承載某一選定的操作烯烴和應(yīng)用軟件;同時，家庭網(wǎng)關(guān)還要肩負(fù)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的總體組件，是整個智能家居系統(tǒng)的核心和控制中樞，相當(dāng)于人類的大腦。三、實驗

32、結(jié)果或數(shù)據(jù)分析3.1系統(tǒng)需求分析物聯(lián)網(wǎng)智能家居要將各成體系、互不相連的子系統(tǒng)協(xié)調(diào)起來，就必須有一個兼容性強的中央家居處理平臺，接受并處理控制設(shè)施發(fā)出的信息，然后傳送信號給你希望控制的家電或者其他家居子系統(tǒng)。3.1.1應(yīng)用程序功能需求分析本設(shè)計采用模塊化設(shè)計，整個系統(tǒng)由通信模塊、視頻采集模塊、傳感器模塊、lcd模塊組成。cortexa8通過對傳感器模塊傳送來的信息進(jìn)行判斷，如果信息異常，則利用蜂鳴器以及l(fā)ed實現(xiàn)報警，并通過gsm模塊向用戶發(fā)送報警信息。同時用戶也可以根據(jù)需要，發(fā)送短信給gsm模塊來控制相應(yīng)的家電。實現(xiàn)對現(xiàn)場圖像實時監(jiān)控及工作位置實時控制。智能溫度控制：系統(tǒng)能實時采集室內(nèi)的溫度，

33、并能以圖形方式展示給用戶，用戶可以根據(jù)需要自行控制室內(nèi)溫度，也可以根據(jù)用戶設(shè)置把溫度控制在一個范圍之內(nèi)。實時視頻監(jiān)控：系統(tǒng)能根據(jù)用戶需要實時傳回視頻信息。智能照明控制：用戶可以根據(jù)需要控制家庭的任意燈光。（1）軟啟功能：燈光的漸亮漸暗功能，能讓眼睛免受燈光驟亮驟暗的刺激，同時還可以延長燈具的使用壽命。（2）調(diào)光功能：燈光的調(diào)亮調(diào)暗功能，能讓您和家人分享溫馨與浪漫的同時，還能達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的功能。（3）亮度記憶：燈光亮度記憶的功能，使燈光更富人情味，讓的燈光充滿變幻魔力。（4）全開全關(guān):輕松實現(xiàn)燈和電器的一鍵全關(guān)和所有燈的一鍵緊急全開功能、人性化的控制。觸摸集中控制,使用更方便；夜晚，如有突發(fā)事

34、件,只要按一下全開緊急按鍵,所有燈就全部同時亮起；睡覺前，只要按一下全關(guān)按鍵,所有燈就全部關(guān)掉.具體功能如下：智能門窗控制：用戶可以根據(jù)需要控制門窗的開關(guān)，無需再為每天開關(guān)窗簾而心煩，結(jié)合定時控制器，電動窗簾每天自動定時開關(guān)，如每到晚上就自動關(guān)上，天亮?xí)r自動打開；電動窗簾的角度可以通過遙控器、觸摸屏控制，遙控器輕松一按，窗簾自在掌控中。智能家電控制：通過用智能電器插痤、定時控制器、語音電話遠(yuǎn)程控制器等智能產(chǎn)品的隨意組合，無需對現(xiàn)有普通家用電器進(jìn)行改造，就能輕松實現(xiàn)對家用電器的定時控制、無線遙控、集中控制、電話遠(yuǎn)程控制、場景控制、電腦控制等多種智能控制。智能安防控制：室內(nèi)防盜、防劫、防火、防燃?xì)?/p>

35、泄漏以及緊急救助等功能，全面集成語音電話遠(yuǎn)程控制、定時控制、場景控制、無線轉(zhuǎn)發(fā)等智能燈光和家電控制功能3.1.2開發(fā)環(huán)境需求分析1.硬件環(huán)境(1)硬件配置原則具有可靠性，可用性和安全性，在滿足軟件需求的條件下，具有完善的技術(shù)支持，能夠滿足個人學(xué)習(xí)和設(shè)計需要。(2)運行本軟件所需的硬件資源cpu： 800m及以上；內(nèi)存容量： 內(nèi)存達(dá)128m以上。本系統(tǒng)采用cortexa8為中央處理平臺。2.軟件環(huán)境(1)系統(tǒng)軟件配置規(guī)則 能夠在指定的運行環(huán)境下，滿足該軟件的可靠性、安全性和可用性的要求。(2)系統(tǒng)軟件的配置方案配置有持續(xù)工作能力、高穩(wěn)定性、高度可集成的開放式標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，如windows nt

36、 、windows2000、unix，linux等。熟悉c+高級程序設(shè)計語言。本系統(tǒng)采用linux為操作系統(tǒng)。3.2硬件模塊及其驅(qū)動設(shè)計實現(xiàn)3.2.1主控模塊本系統(tǒng)采用cortexa8為控制核心，cortexa8不斷監(jiān)測有沒有異常信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常信息時，則進(jìn)入相應(yīng)中斷，利用cortexa8通過uart串口向gsm模塊發(fā)送一系列at指令并啟動gsm模塊發(fā)送報警短信給用戶。再根據(jù)用戶發(fā)送回來的指令打開相應(yīng)的繼電器來控制家用電器，完成現(xiàn)場控制和監(jiān)測任務(wù)。3.2.2傳感器模塊linux2.6內(nèi)核的設(shè)備驅(qū)動模型中關(guān)心總線、設(shè)備和驅(qū)動這三個實體，總線將設(shè)備和驅(qū)動綁定。soc系統(tǒng)中集成的獨立的外設(shè)控制器、掛

37、接在soc內(nèi)存空間的外設(shè)不依附于pci、usb、i2c、spi等?；谶@個背景l(fā)inux發(fā)明了一種虛擬的總線，稱為platform總線，相應(yīng)的設(shè)備platform_device,而驅(qū)動稱為platform_driver。1. led圖3.1 led電路采用platform框架 自動獲取設(shè)備號，生成設(shè)備節(jié)點。led驅(qū)動：struct file_operations fops = .owner = this_module,.read = led_read,.ioctl = led_ioctl,.release = led_release,.open = led_open,.write = led_

38、write,;static int led_probe(struct platform_device *devices)struct resource *r;int ret;dev_t dev = mkdev(led_major, led_minor);if(led_major)ret = register_chrdev_region(dev, count, devname);elseret = alloc_chrdev_region(&dev, led_minor, count, devname);led_major = major(dev);if(ret)return ret;cd

39、ev_init(&cdev, &fops);ret=cdev_add(&cdev, dev, 1);if(ret)goto out_unreg_chrdev;atomic_set(&num, 0);myclass = class_create(this_module, devname);if (is_err(myclass)goto out_cdevdel;device_create(myclass, null, dev, null, "%s""%d", devname, led_minor);r = platform_g

40、et_resource(devices, ioresource_mem, 0);if (r = null) goto out_class_destroy;gpg3_con=r->start;r = platform_get_resource(devices, ioresource_mem, 1);if (r = null) goto out_class_destroy;gpg3_dat=r->start;return 0;out_class_destroy:device_destroy(myclass, dev);class_destroy(myclass);out_cdevdel

41、:cdev_del(&cdev);out_unreg_chrdev:unregister_chrdev_region(dev, count);return -einval;int led_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)unsigned int m=0x0;int tmp;if(cmd=cmdinit)if(atomic_sub_and_test(1,&num)gpg3con = ioremap(gpg3_con, 4);if(null = gpg

42、3con)return -enomem;gpg3dat = ioremap(gpg3_dat, 4);if(null = gpg3dat)return -enomem;tmp=ioread32(gpg3con);tmp=tmp&(0xffff);iowrite32(0x1111|tmp, gpg3con);tmp=ioread32(gpg3dat);tmp=tmp&(0xf);iowrite32(0x0|tmp, gpg3dat);atomic_inc(&num);return 0;else m=cmd & 0xf;tmp=ioread32(gpg3dat);t

43、mp=tmp&(0xf);iowrite32(m, gpg3dat);return 0;led應(yīng)用程序設(shè)計（1）void led_init(void); 函數(shù)功能：打開led設(shè)備并（2） int led_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg) 函數(shù)功能：led報警 輸入?yún)?shù)：cmd 參數(shù)表示那個燈亮（3）void led_exit(void); 函數(shù)功能：關(guān)閉led設(shè)備2. 蜂鳴器圖3.2 pwm電路圖采用platform框架 自動獲取設(shè)備號，生成設(shè)備節(jié)點。由于

44、這個蜂鳴器是無源的，所以要想使其產(chǎn)生聲音必須給他提供一個有一定頻率的高低電平。所以這里我們采用s5pc100的pwm定時器來使蜂鳴器發(fā)出聲音。蜂鳴器應(yīng)用程序設(shè)計：（1）int beep_init(void); 函數(shù)功能：打開蜂鳴器設(shè)備文件（2）void beep_exit(void); 函數(shù)功能：關(guān)閉蜂鳴器設(shè)備文件（3）void beep_on(int num); 函數(shù)功能：在出現(xiàn)火災(zāi)時蜂鳴器報警 輸入?yún)?shù)：int num 表示報警的次數(shù)（4）void beep_off(void); 函數(shù)功能：停止蜂鳴器響3. lm75溫度傳感器圖3.3 lm75電路圖i2c驅(qū)動三種方式：用戶層驅(qū)動、sysf

45、s接口驅(qū)動、字符設(shè)備接口驅(qū)動（項目采用方案）。3.2.3 lcd模塊本論文是基于嵌入式linux為基礎(chǔ)的包括lcd部分。linux是一款運行速度快、開源、高效而且免費的操作系統(tǒng)。近年來，基于開源組織的嵌入式linux系統(tǒng)的操作系統(tǒng)不斷升級更新。linux操作系統(tǒng)是不屬于微內(nèi)核型的操作系統(tǒng)，但是linux操作系統(tǒng)模塊化的結(jié)構(gòu)可以讓用戶對它進(jìn)行合理的剪裁，剪除我們不需要的功能以縮減系統(tǒng)的大小，甚至可以做到幾千幾百k大小。所以綜合考慮系統(tǒng)的性能、可兼容性以及系統(tǒng)的運行速度，本論文采用嵌入式linux2.6.35版本。在s5pc100的硬件平臺上安裝經(jīng)過剪裁后的linux操作系統(tǒng)后，為了使lcd能正常

46、顯示，還需要在系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的lcd的驅(qū)動程序。緩存(framebuffer)技術(shù)是linux內(nèi)核中的一種常用的驅(qū)動程序設(shè)計的模式，幀緩存為lcd設(shè)備提供了控制器的抽象描述。它就是人們常說的顯存，應(yīng)用程序使用系統(tǒng)實現(xiàn)好的接口可以直接訪問lcd底層設(shè)備，而不需要知道底層具體是如何實現(xiàn)的。本系統(tǒng)利用幀緩沖技術(shù)開發(fā)lcd驅(qū)動程序。lcd設(shè)備使用特殊的設(shè)備節(jié)點，是一個字符設(shè)備，其主設(shè)備號是29，次設(shè)備號為自己需要的幀緩沖個數(shù)。其實，幀緩沖設(shè)備和linux中其它的設(shè)備一樣。1. 函數(shù)接口首先將幀緩沖設(shè)備的屬性封裝成結(jié)構(gòu)體fb，如下：typedef struct fbint fbfd ; /文件描述符lo

47、ng int screensize ;/屏幕大小struct fb_var_screeninfo vinfo;/屏幕信息struct fb_fix_screeninfo finfo;unshort *fbp ;/mmap后的用戶操作指針 fb;將屏幕上的點位置信息封裝為結(jié)構(gòu)體point，如下：typedef struct point unshort location_wide;/此點代表的位置的寬unshort location_hight;/此點代表的位置的高point;fb *screen_init(fb *fb); /屏幕初始化函數(shù)int show_picture(fb *fb,int

48、wide,int hight,const unchar *image);/ 圖片顯示函數(shù)int show_temperature(fb *fb,const char *temperature,unshort color);/動態(tài)溫度顯示函數(shù)int show_state(fb *fb,int flage,unshort color);/溫度狀態(tài)顯示函數(shù)int screen_close(fb *fb);/關(guān)閉屏幕函數(shù)實現(xiàn)函數(shù)：static fb *fb_open(const char *path,fb *fb)；->打開設(shè)備函數(shù)；static fb *get_fb_msg(fb *fb)；-

49、>得到屏幕信息；static fb *fb_mmap(fb *fb)；->將設(shè)備映射到用戶空間；static fb *clean_screen(fb *fb,point *start,point *end,unshort color)；->清除start到end之間的塊兒裝屏幕為color顏色；static int show_word(fb *fb,const unchar *word,point *point,unshort color)；->在給定的點location顯示color顏色的字符；static int drow_horizontal_line(fb *f

50、b,point *start,point *end,unshort color)；->在給定的start到end之間畫一條橫線 static int drow_vertical_line(fb *fb,point *start,point *end,unshort color)；->在給定的start到end之間畫一條豎線static unchar *find_word(const char *str)；->在09(包含小數(shù)點)之間找字庫中對應(yīng)的數(shù)組static fb *fb_munmap(fb *fb)->解除映射2. 封裝給應(yīng)用層的函數(shù)fb *screen_init

51、(fb *fb)：將打開設(shè)備到映射以及顯示固定文字以及屏幕劃線分割這些準(zhǔn)備工作做好；int show_picture(fb *fb,int wide,int hight,const unchar *image)：將確定寬高的圖片顯示在分割的視頻顯示區(qū)域；int show_temperature(fb *fb,const char *temperature,unshort color)： 將保存溫度的字符串顯示在固定的溫度動態(tài)顯示區(qū)域內(nèi)。每次顯示之前先調(diào)用函數(shù)static fb *clean_screen(fb *fb,point *start,point *end,unshort color)

52、來清除屏幕；int show_state(fb *fb,int flage,unshort color)：將溫度的狀態(tài)顯示在固定的狀態(tài)顯示區(qū)域內(nèi)。采用switch語句通過設(shè)置標(biāo)志位來區(qū)別三種狀態(tài)，每次顯示之前先清屏；int screen_close(fb *fb)：先顯示結(jié)束圖片，再解除映射。從而實現(xiàn)關(guān)閉。3.3系統(tǒng)軟件部分3.3.1 主程序及大致流程本項目實現(xiàn)對現(xiàn)場圖像實時監(jiān)控、利用蜂鳴器以及l(fā)ed報警和發(fā)送短信給用戶。大致流程如圖3-4：圖3-4 系統(tǒng)流程1.溫度監(jiān)測線程1、 打開lm75字符設(shè)備2、 得到溫度值 -> 傳送給lcd顯示3、 判斷溫度是否異常（報警）4、 關(guān)閉設(shè)備圖3

53、-5溫度檢測流程2. 視頻監(jiān)測線程1、 打開視頻設(shè)備2、 得到圖像緩存3、 轉(zhuǎn)換格式4、 傳送lcd顯示5、 關(guān)閉設(shè)備圖3-6視頻檢測流程3. 報警流程傳送異常信息報警方式一：（提醒異常）1、 打開pwm字符設(shè)備2、 報警鳴響3、 關(guān)閉設(shè)備報警方式二：（查看溫度高低）1、 打開led字符設(shè)備2、 報警（過高：高兩位燈亮， 過低：第兩位燈亮）3、 關(guān)閉設(shè)備3.3.2 短消息程序設(shè)計在本系統(tǒng)中，cortexa8通過串口0向gsm模塊發(fā)送相應(yīng)的at命令來實現(xiàn)短消息的發(fā)送和接收。1.at指令介紹短消息發(fā)送命令：at+cmgc該命令被用來發(fā)送短消息，它不僅可以發(fā)送文本形式的短消息的，也可以發(fā)送pdu格式

54、的短消息，它還提供了相應(yīng)的測試指令以驗證發(fā)送是否成功。短消息發(fā)送指令格式：at+cmgs=?如果gsm模塊響應(yīng)則為ok。at+cmgs=<da>,<toda><cr>該命令是用來發(fā)送基于文本格式的短消息。如成功發(fā)送，則響應(yīng)為：+cmgs:<mr>,<scts>；否則響應(yīng)為：+cms error:<err>。該命令格式中，<da>字段為字符串形式的短信接收者的地址，指系統(tǒng)要發(fā)送給指定的手機(jī)號碼短消息，<toda>決定定它是那種類型。當(dāng)<da>的第一個字符是“+”時，<toda>

55、的值轉(zhuǎn)換成整數(shù)值是“145”，否則<toda>的默認(rèn)值為“129”.完成該條令前面的值輸入再按回車符號結(jié)束。然后編寫短消息的內(nèi)容，并在末尾添加字符“ctrl-z”，“ctrl-z”字符的ascii碼值為“26”。如果不發(fā)送，則改為字符“esc”。如果成功發(fā)送信息，系統(tǒng)會返回服務(wù)中心的時間戳。如果發(fā)送失敗，則返回相應(yīng)的錯誤信息。at+cmgs=<length><cr>使用命令格式來發(fā)送pdu格式的短消息。如果發(fā)送成功，則響應(yīng)為：+cmgs:<mr>,<ackpdu>；如果發(fā)送失敗，則響應(yīng)為：+cms error:<err>。

56、發(fā)送該命令時，首先發(fā)送命令at+cmgc=<length>,并末尾添加回車符，當(dāng)gsm模塊返回“>”字符后再編寫pdu的具體內(nèi)容，在類容末尾添加字符“ctrl-z”，該字符的ascii碼值為“26”。如果臨時不發(fā)送，則用字符“esc”替換“ctrl-z”。如果成功發(fā)送，返回系統(tǒng)狀態(tài)信息，具體可參看響應(yīng)命令格式。如果發(fā)送失敗，就返回錯誤信息。發(fā)送pdu格式的短消息時，所有的參數(shù)均在pdu數(shù)據(jù)包里。短消息刪除命令：at+cmgd (刪除sim卡內(nèi)存的短消息)該命令主要用于短消息的刪除，眾所周知不論是手機(jī)的存儲量還是sim卡的存儲大小有限，如果短息一直累積下去系統(tǒng)會崩潰。因此有必要過一段時間就刪除以前的短消息。該指令的格式有如下兩種：at+cmgd= <cr>如果響應(yīng)為ok。該指令是用來對短信刪除進(jìn)行確認(rèn)的。at+cmgr=index<cr>該命令主要用來刪除指定位置的短消息。如果成功刪除，則返回為ok，否則返回為：+cms error:<err&