基于ARM的智能家居监控系统设计

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基于ARM的智能家居远程监控系统设计

基于ARM的智能家居远程监控系统设计

GPRS技术简述
通用分组无线业务以分组 交换技术为基础,采用IP数据 网络协议,使现有GSM网的数 据业务突破了最高速率为916 Kb/s 的限制, 最高数据速率 可达17112 Kb/s。GPRS具有 永远在线、高速传输、按流 量计费、减少无线资源浪费 及通信成本低等优点。
蓝牙技术简述
蓝牙技术主要目的是在全 世界建立一个短距离的无线 通信标准。它使用214~215 GHz的ISM频段传送语音和数 据。运用成熟、实用、先进 的无线技术来代替电缆,它提 供了低成本、低功耗的无线 接口,使所有固定和移动设备 通过微微网PAN(Personal Area Network)连接起来。
开 始
DS18B20 复位
发送读取序 列命令字
读取序列号
发送温度转 换命令字
DS18B20复 位
读取并计算 温度
结束
室温采集流程图
结束语
➢与传统智能家居系统相比,该系统控制中心硬件采用基于ARM920T内 核的32位嵌入式微处理器S3C2410X微处理器作为控制核心,该芯片本 身集成了包括存储器接口、通信接口(USB ,RS232) ,A/D ,JTAG等在内 的丰富的硬件资源,可简化外围设备与微处理器的硬件连接程度,提高系 统的稳定性、可靠性。 ➢软件采用Linux作为系统的嵌入式操作系统,该系统具有简单易行、成 本低、可随时操作、易被用户接受的特点。 ➢该系统控制中心与智能终端之间采用蓝牙无线传输方式,避免了有线连 接方式布线复杂、线路易腐蚀、维护不方便、影响室内美观等缺点。 ➢用户可以在GSM网络覆盖的任何范围内自由活动,发生入室盗窃或火 灾迹象时会接收到报警信息,当需要时可观看各个监控点的情况,完全 实现家电的手机远程遥控,在实际应用中具有一定的借鉴意义。

基于ARM的智能家居系统的设计与实现共3篇

基于ARM的智能家居系统的设计与实现共3篇

基于ARM的智能家居系统的设计与实现共3篇基于ARM的智能家居系统的设计与实现1基于ARM的智能家居系统的设计与实现随着科技的不断发展,智能家居系统越来越受到人们的关注和青睐。

智能家居系统可以帮助我们实现更加便捷、安全、舒适的生活。

本文将介绍一种基于ARM的智能家居系统的设计与实现,包括硬件设计、软件设计和系统功能实现。

一、硬件设计1、开发板选型本系统采用的开发板为STM32F407ZGT6,这是一块基于ARM Cortex-M4内核的32位微控制器开发板。

它具有较高的性能和可靠性,并且具备丰富的通信接口,如Usart、SPI、I2C等。

此外,该开发板还具有丰富的外设资源,如ADC、DAC、PWM等,可满足本系统的多种功能需求。

2、传感器选型本系统使用的传感器包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、人体红外传感器等。

这些传感器能够实时感知室内环境的温度、湿度、气味等情况,并且能够探测到室内有无人活动。

通过这些传感器的数据采集,本系统能够实现智能温度调节、空气净化、智能照明等功能。

3、执行器选型本系统使用的执行器主要有继电器、舵机、电机等。

它们能够根据系统的控制指令,实现各种设备的开启和关闭、门窗的开关、窗帘的升降等操作。

二、软件设计1、系统架构本系统采用面向对象的设计思想,将整个系统分为上位机、下位机和云平台三部分。

其中,上位机负责人机交互和数据处理,下位机负责传感器采集和控制执行器,云平台负责数据的存储和分析。

上位机与下位机之间通过串口通信进行信息交互,下位机通过WiFi模块将采集到的传感器数据上传到云平台,实现数据的实时监测和分析。

2、软件模块本系统的软件分为多个模块,包括数据采集模块、数据处理模块、控制模块、通信模块和数据存储模块等。

其中,数据采集模块主要负责从传感器获取相应的数据,并将数据发送到数据处理模块。

数据处理模块负责对采集到的数据进行处理,计算出相应的指标,并进行状态判断和控制指令的生成。

基于arm的智能家居监控系统的设计与实现

基于arm的智能家居监控系统的设计与实现

1.1 系统功能分析
的飞速发展,智能家居得到了广泛的应用。智能家居场景
本智能家居监控系统主要包括以下模块:
联动是智能家居系统提供的一种自动化服务,通过智能设
1.1.1 M0 模块
备感知环境及场景变化,并自动执行相应的动作,全面提
M0 开发板负责采集室内的温度、湿度和光照等信息,
升用户体验[1]。依据该思想,本系统使用摄像头采集室内视 借助 M0 开发板主板集成的 ZigBee 模块将数据借助协调
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价值工程
基于 ARM 的智能家居监控系统的设计与实现
Design and Implementation of Smart Home Monitoring System Based on ARM
王维 WANG Wei曰康世英 KANG Shi-ying曰张忠 ZHANG Zhong
(咸阳师范学院计算机学院,咸阳 712000) (School of Computer Science,Xianyang Normal University,Xianyang 712000,China)
Abstract: The monitoring of environmental information is implemented in the existing home system, but the intelligence is lacked. For
this problem, this system adapted Linux operating system, FS2410 development board, C language, and used USB camera to collect images,
学院“青年骨干教师”培养项目(No.XSYGG201718)。 listen 函数监听是否有客户端请求,如果发现客户端有请

基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现

基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现

基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现智能家居监控系统是随着科技的发展而崭露头角的一项技术创新。

它结合了计算机科学、电子工程和通信技术,利用物联网技术实现了对家居环境的监控和控制。

在智能家居监控系统中,ARM架构起到了关键的作用。

本文将介绍基于ARM的智能家居监控系统的设计与实现,包括系统的功能需求、系统的硬件设计和软件实现等方面。

首先,我们需要明确智能家居监控系统的功能需求。

智能家居监控系统主要用于对家居环境的安全、舒适、便利进行监测和控制。

因此,系统需要具备以下功能:远程监控、远程控制、安全防护和环境舒适度监测。

其中,远程监控功能可以通过摄像头和传感器实现,远程控制功能可以通过人机交互界面和执行器实现,安全防护功能可以通过视频识别技术和门窗传感器实现,环境舒适度监测则需要温湿度传感器和烟雾传感器等。

接着,我们进行系统的硬件设计。

ARM架构是一种低功耗、高性能的处理器架构,非常适合用于嵌入式系统。

在智能家居监控系统中,我们选用ARM处理器作为核心控制器。

其次,我们需要选择合适的摄像头、传感器和执行器等外围设备。

摄像头可以采用高清摄像头,传感器则要选择具有高精度和稳定性的温湿度传感器、烟雾传感器、门窗传感器等。

执行器方面,可以选择可以通过远程控制的插座、灯光控制器等。

最后,我们连接这些外围设备,并通过总线进行数据交互,达到智能家居监控系统的目的。

然后,我们来介绍系统的软件实现。

在ARM处理器上运行的软件是系统的大脑,主要负责控制各个外围设备的交互和功能的实现。

首先,我们需要开发一个图形化人机交互界面,实现用户对系统的远程监控和控制。

其次,我们需要开发一个数据处理模块,用于对传感器数据进行处理和分析,从而实现环境的舒适度监测和安全防护等功能。

最后,我们需要开发一个远程控制模块,实现用户对系统的远程控制命令的下发和执行。

最后,我们对系统进行测试和优化。

在测试阶段,我们需要验证系统的功能是否实现,并进行系统的稳定性测试和性能测试。

基于ARM的智能家居系统设计

基于ARM的智能家居系统设计

基于ARM的智能家居系统设计摘要:本文旨在介绍一种基于ARM的智能家居系统的设计。

该系统通过使用ARM 芯片,结合传感器技术、无线通信技术和云计算技术,实现对智能家居中多种设备的监控、控制和管理,提高了家居安全、舒适和能源利用效率。

设计包括硬件系统和软件系统两个方面,其中硬件系统包括传感器模块、通信模块、控制模块和电源模块,软件系统包括数据处理、通信和用户界面三个部分。

最后通过实验验证了该系统的可行性和稳定性,证明了该系统在实际应用中的优越性。

关键词:ARM、智能家居、传感器、无线通信、云计算引言随着智能技术的不断发展,智能家居作为智能化家居的重要组成部分,已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

智能家居系统可以实现对家居中多种设备的监控、控制和管理,提高了家居安全、舒适和能源利用效率。

在智能家居系统中,传感器技术、无线通信技术和云计算技术起着至关重要的作用。

本文基于ARM芯片设计了一种智能家居系统,以此来实现对智能家居的监控、控制和管理。

系统设计2.1 硬件系统设计硬件系统包括传感器模块、通信模块、控制模块和电源模块。

传感器模块:传感器模块主要包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、气体传感器等。

这些传感器可以实时感知家居中各种环境参数,将其转换为电信号,输入到ARM芯片中进行处理。

通信模块:通信模块采用Wi-Fi或蓝牙通信技术,实现智能家居系统和用户手机或电脑的通信。

用户可以通过手机或电脑远程监控、控制和管理智能家居中的各种设备。

控制模块:控制模块包括继电器模块、电机模块、灯光模块等,可以通过ARM 芯片实现对智能家居中各种设备的控制和管理。

电源模块:电源模块主要负责为各个模块提供电源,其中传感器模块和通信模块采用DC-DC稳压模块进行稳压,控制模块采用开关电源模块进行供电。

2.2 软件系统设计软件系统包括数据处理、通信和用户界面三个部分。

数据处理:数据处理模块主要负责对传感器模块采集到的各种环境参数进行处理和分析。

基于ARM的智能家居综合控制系统设计与实现

基于ARM的智能家居综合控制系统设计与实现

沈阳理工大学硕士学位论文基于ARM的智能家居综合控制系统设计与实现姓名:靳江伟申请学位级别:硕士专业:@指导教师:刘勇2011摘要随着科技的进步,各种自动化、智能化产品层出不穷,极大的改变了人们的生活方式,也改变着人们的思维方式。

在这种背景下,人们对住宅的概念有了翻天覆地的变化,对居住环境提出了更高的要求。

智能家居的概念也就在这种理念的驱动下应运而生。

本文以现有智能家居系统为研究对象,分析了目前智能家居解决方案的特点和存在的不足,结合目前国内智能家居发展的情况,设计了一种以传统住宅为基础的智能家居综合控制系统。

系统以中央控制器为核心,采用新兴的ZigBee技术作为控制网络的通信手段,使用模块化的设计方法,在外围模块的配合下,实现了诸如:远程控制、温度采集、传统家电控制、灯光控制、电话短信报警、远程监控等一系列功能。

本文首先分析了几种典型智能家居的解决方案,分析借鉴现有方案的基础上,提出了自己的总体方案,同时对家庭内部子网进行了详细设计。

在中央控制器的设计上,采用了三星的2440_ARM 9微处理器作为硬件平台;采用了嵌入式Linux 操作系统和Boa嵌入式Web服务器为软件平台。

通过CGI通用网关接口实现了通过浏览器对家中情况的了解和各种设备的控制功能。

外围模块部分主要实现了ZigBee/红外转发模块、温度采集模块、灯光/电源控制模块的自主设计和实现,同时完成了网络监控、GSM报警等模块的集成工作。

各个模块通过ZigBee技术、以太网技术、Wi-Fi技术等网络技术组成的家庭子网与中央控制器紧密的联系在一起组成了一套完整的系统。

最后通过中央控制器远程对各个模块进行了实际测试,各个模块功能正常,基本符合预期结果。

关键词:智能家居;ARM;嵌入式Linux;ZigBeeAbstractWith the progress of science and technology , all kinds of automatic and intelligent product emerge in endlessly .It greatly changed people's life style and thinking mode. In this context, the people on residential concept has changed a lot and put forward higher request on living environment. Smart Home concept emerged at the historic moment. Based on the existing Smart Home system as the research object, this paper analyses the current Smart Home solution characteristics and deficiency. Combining the current domestic Smart Home development circumstance, design a kind of traditional residence based Smart Home comprehensive control system . The system with the central controller as the core, adopted new ZigBee technology as control network means of communication, using modular design methods, in the peripheral modules coordinates, realized such as: remote control, temperature gathering, traditional household appliances control, lighting control and so on a series of function.This paper first analyzes several typical Smart Home solutions, in reference to and analysis on the basis of present project, the author puts forward his own overall scheme and detail designed the family internal subnet,then proposed his own improvement plan on the security of wireless sensor network technology of ZigBee. In the central controller design, it used samsung's 2440_ARM 9 microprocessor as hardware platform; using the embedded Linux operating system and BOA embedded Web server for software platform. Through the Common Gateway Interface (CGI) realized the functions of understanding the home situation and various equipment control through web browser. Peripheral modules part mainly realizes the infrared forwarding module, temperature acquisition module, lighting/power switch control module independent, meanwhile finishing the integrated work of network monitoring,GSM alarm module andsuch on.Each module through family subnet ,closely linked together to central controller,form a complete set of system.Finally,through central controller for each module remote practical testing,each module function is normal, Basically comply with expected results.Key words:Smart Home;ARM;Embedded Linux;ZigBee第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景随着信息社会的发展,计算机和信息家电已越来越多地出现在人们生活之中,而这一切的发展最终的目的都是为了方便人们的生活,为人类提供一个舒适、便捷、高效的生活环境。

基于ARM的智能家居设计

基于ARM的智能家居设计

基于ARM的智能家居设计本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!本系统采用嵌入式MCU(S3C2440)作为主控器件,用户使用Web 浏览器,通过以太网远程访问内置Web 服务器的监控摄像机,不但可以实现对现场的远程视频监控,而且可以向监控现场发送指令. 在整个系统的实现过程中,嵌入式Web 服务器起着十分重要的作用,当家庭智能网关将家庭中各种各样的家电通过家庭总线技术连接在一起时,就构成了功能强大、高度智能科技化的现代智能家居系统。

1 课题背景由于通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高,促使了家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。

这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。

智能家居控制系统的主要功能包括通信、设备自动控制、安全防范三个方面。

2 系统总体方案总体方案的设计主要是根据被控对象的任务及工艺要求而确定的。

设计方法大致如下:根据系统的要求,首先确定出系统类型。

选择检测元件,在确定总体方案时,必须首先选择好被测参数的测量元件,它是影响控制系统精度的重要因素之一。

选择执行机构,执行机构是微控制系统的重要组成部件之一。

本系统特点是体积小,成本低,功能强,功耗低,是微机应用产品化的最佳几种之一,它已广泛地应用在产品智能化和工业自动化上。

而把单片机面向工控领域对象,嵌入到工控应用系统中,实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。

3 硬件电路设计S3C2440A是韩国三星公司推出的16/32位RISC 微控制器,其CPU采用的是ARM920T内核。

特点:具有PLL时钟发生器,主频最高可达533M。

内核供电最高400M,供电最高533M。

存储器支持、、、。

I/O均支持供电。

s3c2440为单机器周期执行指令集。

基于ARM智能家居视频监控系统的设计与实现

基于ARM智能家居视频监控系统的设计与实现

动 。 体感 应模块 驱 动可 以编译 成可加 载模块 , 人 通过 #n mo lk  ̄ 载到 内核 中。本 系统使用 Itl 司 is d g . J 1o D ne公 的 开 源视 觉库 O eC 200 因 此需 要 将此 库 函数 p n V ..。
文件 编译 到文件 系统 中。
基 于AR M智 能 家 居 视 频 监 控 系统 硬件 框 图如
图1 示 。 所
务器端 ( e e ) /架 构 的视频 监 控系 统充 分利 用 S r r 。B S v
了 网络 功 能 。用 户 只需 在远 程浏 览 器客 户端 中输 入 开发板 的 地 址 .就 可 以在 网页上 查 看视 频 并进 行
能 上都 不能 很好 地适 应 于智 能家 居 的需求 。针对 以 上 问 题 .本 文 设 计 了 基 于 A M ( v n e IC R Ad a cd R S
Mahn s 的视 频 监 控 系 统 . 时 在 监 控 系 统 中 引 人 cie ) 同
内, 人体 红外 传感 器将 采 集 到红外 信号 , 出33 输 . V高 电 平 , 时触 发AR 板 产 生 中断 命 令 , 此 M 执行 中断 子 程序 。 制US 摄 像 头采 集 图像 , 控 B 并将 采 集 的 图像 存 储 在 A M 开发 板 指 定 的位 置 。然 后AR 处理 器 对 R M
移植技 术 已经很 成熟 . 不详 细论 述 。Ln x 故 i 内核 自 u 带 了US B摄像头 驱动 。所 以不需 要 再移植 摄像 头驱
A M开 发 板 采 用 天 嵌 公 司 的T 4 0 发 板 , R Q2 4 开
核 心板采 用三 星S C 4 0 3 2 4 芯片 , R 9 0 A M 2 T内核 。处 理 器 具 有 6 M 的 S R M , 2 的 N L H, 4 D A M 0R F AS 2 6 的NA D L H:一 个RS 3 串 口接 口和 三 5M N F AS 22
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基于ARM的智能家居监控系统设计
来源:中国安防展览网
[导读]信息技术已在人们生活的各个方面得到广泛应用。

人们对家庭居住环境的要求越来越高。

关键词:智能家居监控系统ARM
1 引言
信息技术已在人们生活的各个方面得到广泛应用。

人们对家庭居住环境的要求越来越高。

智能家居应运而生,与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间;还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交互功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用提供节约方案。

简言之,智能家居就是以住宅为平台,利用网络、通信及控制技术管理家中设备,来创造一个高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。

智能家居在我国起步较晚,目前家居网络的应用复杂而分散,没有统一的标准。

大体而言可分为高层的信息娱乐网络和底层的数据采集与控制网络。

在底层以微控制器为核心作为智能家居网络结点是目前家居网络的主要实现方式。

本文正是基于这种方式用NXP公司的ARM7微控制器LPC2478实现了智能家居监控系统。

系统可以采集多路模拟量和开关量经处
理后可以为本地用户或通过CAN总线为远程用户如物业管理中心提供实时家居环境状态信息。

一旦家居环境状态改变用户可迅速做出反应,以最大限度地减少安全事故的发生。

2系统方案
本系统主控采用ARM微控制器中的LPC2478,它有512K字节的程序存储空间,丰富的
片上资源,片上具有LCD控制器和两个CAN接口,它非常适合低功耗、低成本的嵌入式设计。

图1中有8个模拟量输入,由于在实际家居状态监控数据中模拟量较少,加之LPC2478片上有可复用8路10位模数转换器,所以本系统直接以其片上资源实现A/D功能。

采所采集的模拟量经微控制器处理之后通过PA口输出到LCD显示模块(LCM1)进行本地显示,以及经CAN1口输出到远程主机,同时也可以通过UART0以RS-232串行通信方式传送到本地PC机.开
关量经过总线隔离驱动芯片(74HC245)输入到微控制器的P0~P2口。

微控制器处理之后经P3口输出到8D锁存器74HC573中,然后经过驱动电路控制如照明、空调等仅需要开关的家用电器.开启用逻辑“1”表示,关闭用逻辑“0”表示,与此同时微控制器同样经CAN1口输出到远程主机,键盘电路用于设置系统的工作状态及对采集量进行本地显示。

3系统软硬件设计
下位机软件设计主要可分为数据采集模块、通信模块、键盘及LCD控制模块、开关量输出控制模块。

限于篇幅只介绍数据采集模块的具体实现方式。

ARM微控制器应用轮询方式进行模拟量和开关量的采集。

通过设置定时器/计数器0中断,每次中断时间20毫秒,用于模拟量(AI)采样定时;定时器/计数器1中断,中断时间250毫秒,每次中断时扫描开关量输入(DI)状态.主程序开始时进行定时/计数器0,定时/计数器1,AD,DI等的初始化,初始化主要是设置定时器的中断方式(设置定时器0溢出中断,定时器1比较中断),外部中断INT0,INT1中断方式(INT0下降沿产生异步中断请求,INT1上升沿产生异步中断请求);AD,DI处于可以接收模拟量和开关量的状态,然后程序进入循环状态,等待上位机控制信
息的到来,如果有控制信息到来便把相应的标志位置 1,主程序跳转到相应的服务程序产生相应操作。

l 定时器0中断服务程序
定时器0中断主要完成模拟量的数据采集与平均值计算,其程序流程图如图2所示,具体为:定时器0中断时间为20毫秒,用于AD采样计时;当AD采样次数满 15次后判断采样结束标志,如果采样结束则计算平均值然后在LCD上进行显示后,产生AD中断,最后中断返回。

l 定时器1中断服务程序
定时器1主要完成扫描开关量输入状态,其中断程序流程图如图3所示.具体为:中断时间为250毫秒,如果有开关量输入,则置开关量输入标志为1,然后中断返回。

图2定时/计数器0中断服务程序流程图
图3定时/计数器1中断服务程序流程图
上位机监控管理软件设计采用分层结构,三个功能模块从下至上依次分布在三层之中.由下向上三层依次为底层,通信层和图形用户界面层(GUI层),如图4所示:
图4 上位机软件层次结构
系统设计在底层之上加通信层,这样就可以完成本系统自定义的通信协议,由于系统要完成数据采集功能,这里的通信层也包括了数据处理模块,这样做可以简化一些设计,减小代码编写量.通信层之上是图形用户界面层(GUI层),这层的功能是把数据流从通信层中读出来,以图形方式向用户表示,这样在用户使用系统的时候就会感到自由清晰,很好地完成工作。

本系统主要应用的是串行通信协议,这个协议是定义在物理层之上的,其具体协议行为发生在底层,我们不必关心它,只需对它的设置参数进行相应的设置.另外,为完成系统的
功能要求还须自定义一个数据帧或命令帧格式.所以这里通信层中的通信协议包括了两方面的内容:一个是串行端口参数设置,另一个就是自定义的数据帧或命令帧。

串行端口设置参数主要有以下几个:波特率、数据位、奇偶校验位、停止位以及编码方式.本系统中的波特率设置为19200 bit/s;数据位设置为8位;由于通信距离较近所以没有奇偶校验;停止位设为1位;编码方式采用ASCII码方式。

这里的设置通过对Visual Basic 2005中SerialPort类中的公共属性BaudRate、DataBits、Parity、StopBits、Encoding
的设置即可完成。

Visual Basic 2005 中的SerialPort类用于控制串行端口文件资源.它具有如下特性:提供同步 I/O 和事件驱动的 I/O,对管脚和中断状态的访问以及对串行驱动程序属性的访问。

4 结论
基于ARM核心的微控制器无论在运算速度还是系统实现成本上都优于传统的8位单片机。

本文利用NXP公司ARM7微控制器LPC2478设计完成了家居网络的底层监控系统。

本系统充分利用LPC2478的丰富片上资源,如LCD控制器、CAN总线接口,辅之简单的外围电路实现监控系统的硬件部分。

整个监控电路板的实现成本及功耗体积相比8位单片机实现方案,大大缩小,很适合家居智能化的工程实施。

另外本文还提出了PC机监控管理软件的通信层结构及实现细节,可以为家居智能化改造提供技术基础。

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