嵌入式系統(tǒng)在智能家居中的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)嵌入式系統(tǒng)在智能家居中的應(yīng)用作者：汪家樂來源：電子技術(shù)與軟件工程2017年第06期利用嵌入式系統(tǒng)來構(gòu)建智能家居系統(tǒng)，使得用戶可以根據(jù)實(shí)際需求來進(jìn)行操作，不僅可以提高生活水平，并且與其他系統(tǒng)相比，其在運(yùn)行上具有更高的穩(wěn)定性。本文對嵌入式系統(tǒng)在智能家居中應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了簡單分析?！娟P(guān)鍵詞】嵌入式系統(tǒng) 智能家居 系統(tǒng)構(gòu)建智能家居系統(tǒng)逐漸被廣泛的應(yīng)用到實(shí)際生活中，其具有建筑、網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備自動(dòng)化為一體特點(diǎn)，營造健康、舒適、安全居住環(huán)境，對提高生活質(zhì)量具有重要意義。以嵌入式ARM體系結(jié)

2、構(gòu)為開發(fā)平臺(tái)，結(jié)合linux操作系統(tǒng)，構(gòu)建一個(gè)功能完善的智能家居系統(tǒng)，切實(shí)滿足實(shí)際生活需求。1 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)分析嵌入式系統(tǒng)結(jié)合了軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為基礎(chǔ)，確定各項(xiàng)應(yīng)用功能為系統(tǒng)核心，根據(jù)實(shí)際需求，來對軟硬件進(jìn)行剪裁設(shè)計(jì)，保證其體積、能耗、功能以及運(yùn)行等各方面均可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足應(yīng)用需求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主要包括基礎(chǔ)硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件三部分。其中，硬件設(shè)備包括存儲(chǔ)器、嵌入式微處理器、輸入/輸出接口以及通用設(shè)備接口，且嵌入式微處理器為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，要求其具有穩(wěn)定性與高效性。而操作系統(tǒng)需要支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件運(yùn)行，包括與硬件關(guān)聯(lián)的底層

3、驅(qū)動(dòng)軟件、通信協(xié)議、系統(tǒng)內(nèi)核、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等，主要對整個(gè)系統(tǒng)資源進(jìn)行分配、調(diào)度、控制。2 嵌入式系統(tǒng)在智能家居系統(tǒng)中應(yīng)用要點(diǎn)2.1 系統(tǒng)控制平臺(tái)設(shè)計(jì)2.1.1 PC機(jī)確定PC機(jī)為主控制器，可以有效連接整個(gè)智能家居系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備和局域網(wǎng)，可通過管理軟件，對系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行管理。對比其方式可以大大縮短開發(fā)周期，且開發(fā)難度低，但是運(yùn)行功耗大。2.1.2 嵌入式微處理器與普通計(jì)算機(jī)相比，其去除了微處理器內(nèi)冗余部分，僅保留與嵌入式系統(tǒng)關(guān)聯(lián)密功能部分，并且可以與GPRS通信接口、通用串行端口、GSM通信接口、TCP/IP通信單元以及藍(lán)牙模塊接口等進(jìn)行有效連接，將各項(xiàng)元件單元與嵌入式微處理器一起設(shè)置在同一

4、芯片上，縮小處理器體積的同時(shí)，還可以降低運(yùn)行功能，降低了開發(fā)成本。2.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.2.1 藍(lán)牙模塊此模塊為集成藍(lán)牙功能的芯片，包括藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊與藍(lán)牙語音模塊。可應(yīng)用BlueCore4-Flash系列藍(lán)牙芯片為基礎(chǔ)的藍(lán)牙適配器，具體為BTS4504C1H型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)RS232串口藍(lán)牙適配器，可支持藍(lán)牙2.1規(guī)范，并設(shè)置有外置天線，100m有效通信，以及標(biāo)準(zhǔn)RS232無限制模式接口。2.2.2 藍(lán)牙協(xié)議棧BlueCore4-Flash提供的藍(lán)牙協(xié)議棧固件在RISC微控制器上運(yùn)行，符合藍(lán)牙1.1規(guī)范，軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)使RISC微控制器與和主機(jī)處理器應(yīng)用不同方法來承擔(dān)藍(lán)牙技術(shù)處理過程產(chǎn)生的支出，

5、其中上層協(xié)議?？梢栽谛酒约爸鳈C(jī)處理器上運(yùn)行。選擇BlueCore HCI藍(lán)牙協(xié)議棧，其在運(yùn)行時(shí)內(nèi)部處理器執(zhí)行藍(lán)牙協(xié)議棧到主機(jī)控制器接口，并且由主機(jī)處理器來提供全部上層協(xié)議棧。對于HCI藍(lán)牙協(xié)議棧，包括基帶層、主機(jī)控制接口和鏈路管理層三部分，還具有標(biāo)準(zhǔn)的USB1.1與UART HCI傳輸層，最大可以支持7個(gè)從設(shè)備工作。2.2.3 ARM硬件（1）核心處理器芯片。應(yīng)用linux系統(tǒng)為嵌入式操作系統(tǒng)，對智能家居系統(tǒng)內(nèi)各功能進(jìn)行調(diào)度和控制，同時(shí)還要兼顧分析微處理器片內(nèi)存儲(chǔ)器容量以及芯片外圍電路擴(kuò)展因素限制，最終確定應(yīng)用S3C2440A芯片，開發(fā)板在選擇應(yīng)用FL2440。（2）嵌入式開發(fā)板。FL244

6、0開發(fā)板為核心板加底板組合形式，其中核心板共六層，底板兩層，在實(shí)際運(yùn)行中具有較高的可靠性，可以穩(wěn)定運(yùn)行在400MHz時(shí)鐘頻率上，并且還具有豐富的接口，具有強(qiáng)大的操作功能，可以適用于各種手持設(shè)備、消費(fèi)類電子設(shè)備等開發(fā)。2.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.3.1 交叉編譯環(huán)境本系統(tǒng)運(yùn)行程序平臺(tái)為嵌入式S3C2440開發(fā)板，存儲(chǔ)空間和運(yùn)算能力較低，無法在ARM平臺(tái)上完成編譯，便需要建立交叉編譯環(huán)境。即在普通PC機(jī)上成功編譯程序后，利用串口或USB將編譯好的程序加載到ARM板子內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)程序所具有的功能。2.3.2 Linux內(nèi)核移植主要分為內(nèi)核配置、建立依賴關(guān)系、建立內(nèi)核、下載到開發(fā)板，以及制作文件系統(tǒng)和下載文件系統(tǒng)幾個(gè)步驟。2.3.3 Web服務(wù)器移植主要包括源碼解壓、建立makefile文件、修改makefile文件、得到boa可執(zhí)行文件、完成boa配置等階段，最后在主機(jī)linux瀏覽器內(nèi)輸入開發(fā)板IP地址，假如可以正確訪問到索引頁面，則證明Web服務(wù)器移植成功。3 結(jié)束語智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用，對改善生活水平具有重要意義。將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到智能家居中，需要基于嵌入式技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，根據(jù)智能家居系統(tǒng)實(shí)際功能要求，對硬件和軟件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確?？梢詽M