基于arm的智能家居系统方案
基于物联网的智能家居控制系统设计与分析
基于物联网的智能家居控制系统设计与分析作者：樊晔来源：《经营管理者·下旬刊》2016年第06期摘要：“物联网”能够通过物与物之间进行感知相互关联，对智能家居控制系统进行远程控制，在信息化时代已经来临的今天，通过使用ARM处理器与GPRS技术，实现家庭内部的局域网络，通过AT89C51单片为各控制器终端进行控制，由Zigbee模块进行串联，让用户可以随时随地对智能家居进行控制，本文便为读者分析此种家居系统的设计。
关键词：智能家居物联网 ARM Zigbee所谓“物联网”指的是通过物与物之间通过感知这一核心，从而实现其相互关联，因此这项技术又被称为“传感网”。
2009年，IBM（国际商业机器公司）公司首先提出了“智慧地球”的设想，到了2009年，温家宝总理也在考察中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心的时候，也指出应当以感知为核心，建立“感知中国”这一目标。
届时，物联网也将成为在计算机、互联网以及通信网络后，成为第三次信息产业的浪潮。
随着人类文明的进步，科技在不断向前发展着，而且速度愈来愈快，人类社会随着多次科技革命进入到了信息时代。
在当下，将信息技术，自动控制技术以及计算机技术结合在一起，成为智能家具控制系统，应用与家庭住宅或建筑，使其成为现代化智能住宅。
一、智能家居简介智能家居是很早便被科学家提出的概念，然而却一直没有实例去实现这一概念，直到1984年美国联合科技公司在美国的康乃狄克州哈特佛市建设城市广场时，将建筑设备信息化、整合化的概念引入到建筑物中，这时才真正意义上出现了“智能建筑”，也由此展开了如今在全世界范围内，智能家居逐步走向现实的局面，人类步入信息化家具的时代。
而随着信息时代的来临，互联网飞速发展，让智能家居与网络紧密的联系在一起，无线网络的应用与发展更让智能家居的信息化技术更上一层楼。
二、系统方案设计1.总体结构与功能概述。
智能家居系统更多的是由六大模块组成，分别是家庭智能控制模块，图像处理单元模块，ARM中央控制平台，GPRS无线通信模块，Zigbee无限传输模块以及英特网通信组成。
基于ARM和ZigBee无线网络智能家居系统设计
基于ARM和ZigBee无线网络的智能家居系统设计摘要：设计了一种基于arm和zigbee无线网络的智能家居系统，阐述了智能家居系统的方案设计，并给出了关键环节的实现方法。
该系统能实现对家居环境监测和家电控制，在现代生活中具有广阔的应用前景。
关键词: arm；zigbee；智能家居；嵌入式web服务器1 引言智能家居利用先进的计算机技术、网络通讯技术、电力自动化技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，进行网络化的综合管理[1]。
从目前的发展来看，嵌入式系统和无线网络技术应用在智能家居系统已成大势所趋。
相比传统的家居系统，嵌入式系统和无线网络技术日益成熟，无线传感器产品成本低廉，而且能提供更大的灵活性、流动性，省去了花在综合布线上的费用和精力，因而更适应于家庭、小中型办公场所。
本文设计了一种具有数据传输稳定、功耗要求低、系统可靠、成本低廉等特点的智能家居系统。
该系统以arm处理器s3c2440和嵌入式linux操作系统[2]为核心平台，通过zigbee无线网络[3]把家电设备与嵌入式web服务器[4]相连接，使得用户可以通过客户端的浏览器实现对家居环境的监测和家电设备的控制。
2 系统方案设计基于arm和zigbee无线网络的智能家居系统原理框图如图1所示。
系统以s3c2440嵌入式处理器为核心，外扩nand flash、sdram、和网络通讯接口等。
多个zigbee无线模块节点cc2430组成无线网络，各终端节点连接传感器或者家电设备，通过无线传输的方式与zigbee协调器进行通信，zigbee协调器通过spi接口与arm进行数据传输[5]。
其中s3c2440处理器是韩国三星基于arm公司开发的arm920t处理器核，zigbee网络节点是成都无线龙公司开发的网络微型节点cc2430。
智能家居系统由客户端、嵌入式web服务器和家电设备三部分组成，arm中的嵌入式web服务器是家电监控系统的核心，嵌入式web服务器通过zigbee和家电设备连接，通过网线和客户端相连接。
基于单片机的智能家居控制系统设计
基于单片机的智能家居控制系统设计摘 要“智能家居控制系统”是以单片机为控制核心，通过红外遥控模块遥控单片机实现室温实时测量、时间日期显示、以及控制家庭用电器开关通断来实现家用电器自动控制的功能。
其中温度测量是通过DS18B20芯片实现，日期时间是通过DS1302实现，家用电器开关通断是通过继电器实现，各项数据通过LCD1602液晶显示屏显示。
该系统可以远程方便地控制家用电器的工作状况，既可以提升家居安全性、便利性、舒适性，又能实现环保节能的居住环境。
是未来家电控制发展的主要趋势。
本文首先针对课题背景设计了一套总体的系统框图与方案，然后根据系统框图将系统分为控制、红外、时钟、温度、继电器和显示六个模块。
分别针对后五个模块进行电路介绍、原理分析及软件设计，并用控制模块将这五个模块整理、整合到一个系统中成为最终的智能家居控制系统。
本课题借助Proteus软件进行电路仿真，Keil软件进行程序设计编译，使用STC-ISP软件将程序烧录至单片机中，最终成果是使用MX-51开发板，外加SRD-05VDC型号继电器实现的。
最终成果现象为开机后液晶显示屏上显示当前日期、时间、环境温度以及当前工作的继电器编号，遥控器按“1”、“2”、“3”键分别控制继电器1、2、3的通断，按奇数次为通电，按偶数次为断电，继电器之间工作独立。
关键词：STC89C52单片机；继电器；DS18B20；DS1302；红外模块；LCD1602AbstractThe kernel control of IHCS(Intelligent Home Control System) is STC89C52. It can’measure the current temperature, calculate Date and Time, control electrical componcomponents by using thedominating t he electricalswitching to realize long-distanceinfrared module controlling the STC89C52. Current temperature measuring is realize by DS18B20, while date and time displaying is realized by DS1302. Electrical components’ switching is decided by electromagnetic relay, when all of the informatcontrol ofand data i s d isplayed by LCD1602. The system may have a long-distanceelectrical components. It not only will improve the safety, convenience, comfort o living condition, but also can it save the energy to be an environmental friendly style. It is the main tendency of the future electricity control.It was firstly introduced in this essay that the IHCS block diagram and progra dividing the system into controlling module, infrared, timing, temperature,analyzing therelay a nd display module. And introducing the circuit,electromagnetictheory, designing the software of them except controlling module one by one. After controlling module connects this five modules into a system, then births the IHCS this essay, itproject background of the production and the concept and sense of IHCS. In the essay, it is simulated by Proteus, the program is designed by using Keil, but not the least is that it downloads the software by STC-ISP into MX-51developme board and debugs.current timeLCD1602 displays theThe final result isstarting up, thewhen it isrelays’date, time, e nvironment t emperature and the current working electromagneticnumber. The remote control button ’1’,’2’,’3’separately controlsrelay. When pushing o dd times, the electromagnetic number’1’,’2’,’3’electromagneticrelay breaks. Differentrelay connects, when pushing e ven times, the electromagneticelectromagnetic relays work separately.The key words:STC89C52 singlechip; Electromagnetic relay;DS18B20；DS1302；analyze module；LCD1602目 录第1章绪论 ...................................................................1.1 课题背景与意义 .........................................................1.2 智能家居控制系统的定义分析及应用价值 ...................................1.2.1 智能家居控制系统的定义及分析 .....................................1.2.2 应用价值的SWOT分析 .............................................1.3 本文的主要工作和内容 ...................................................1.3.1 本文主要工作归纳 .................................................1.3.2 本文内容分布 .....................................................第2章智能家居控制系统的总体设计 .............................................2.1系统的总体设计及系统框图 ...............................................2.2方案选择 ...............................................................2.2.1智能家居控制模块方案选择 ..........................................2.2.2红外模块方案选择 ..................................................2.2.3时钟模块方案选择 ..................................................2.2.4温度模块方案选择 ..................................................2.2.5电磁继电模块方案选择 ..............................................2.2.6显示模块方案选择 ..................................................2.3本章小结 ...............................................................第3章智能家居控制系统的硬件电路设计 .........................................3.1红外模块电路设计 .......................................................3.2时钟模块电路设计 .......................................................3.3温度模块电路设计 .......................................................3.4电磁继电模块电路设计 ...................................................3.5液晶模块电路设计 .......................................................3.6本章小结 ...............................................................第4章智能家居控制系统的软件设计 .............................................4.1系统整体设计思想及主程序流程图 .........................................4.2程序子模块说明 .........................................................4.2.1红外模块程序 ......................................................4.2.2DS1302时钟模块程序 ...............................................4.2.3DS18B20温度模块程序 ...............................................4.2.4LCD1602液晶模块程序 ..............................................4.3本章小结 ...............................................................第5章系统的方案实现与调试 ...................................................5.1程序编写与仿真 .........................................................5.1.1程序编写软件Keil ...................................................5.1.2仿真软件Proteus ..................................................5.1.3仿真结果 ..........................................................5.2程序下载 ...............................................................5.2.1程序下载软件 ......................................................5.2.2程序下载过程 ......................................................5.3 调试结果 ...............................................................结论 ..........................................................................错误!未定义书签。
基于ARM的智能家居控制系统
基于ARM的智能家居控制系统摘要：本文提出了一种基于ARM的智能家居控制系统，确定了总体架构设计，利用32位嵌入式ARM9处理器S3C2440作为智能家居控制系统的控制核心，硬件结构简单，很适合智能家居推广与应用。
关键词：智能家居控制系统嵌入式智能家居也叫智能住宅，英文叫Smart Home。
也可以叫做网络家庭、电子家庭、家庭自动化等等。
智能家居首先由美国、欧洲等经济比较发达的国家提出来的。
其目标就是：“通过家庭内部的一个智能系统，将各种信息家电连接起来进行集中的或异地的监视控制”。
本文智能家居系统的设计，稳定可靠的硬件是基础，也是系统的重要组成部分。
我们做系统硬件设计的时候，要考虑到它实现我们需要的各项功能，还要考虑到系统升级所需要的多端口和空间；还有，在设计智能家居系统的时候，硬件设计还要兼顾到软件设计的方便和易开发等条件。
本文设计的智能家居系统分为主机和分机两个部分。
主机采用ARM9芯片S3C2440作为CPU，分机采用ARM9芯片CC2430作为控制器。
主机MCU S3C2440 采用了ARM920t 的内核，0.13um 的CMOS标准宏单元和存储器单元。
它低功耗，简单，全静态设计非常适合于对智能家居这样低成本、低功率设计的应用。
它采用了新的总线架构(AMBA)。
S3C2440 的优点是核心处理器(CPU)，是一个由Advanced RISC Machines 有限公司设计的16/32 位ARM920T的RISC处理器。
ARM920T实现了MMU，AMBA BUS 和Harvard 高速缓冲体系结构构。
这一结构具有独立的16KB指令Cache 和16KB 数据Cache。
S3C2440为智能家居系统提供一套完整的通用系统外设，减少整体系统成本和尽可能少的配置额外的组件。
本智能家居系统主机MCU S3C2440的外围设备有人机接口LCD 触摸屏，用来发送指令或处理接受到的分机的指令；USB摄像头是智能家居系统的监控单元，能实时的监控周围的环境，由于USB摄像头监控的视频画面所占存储空间较大，所以我们还需外加存储器来存储视频画面。
基于STM32的物联网智能家居控制系统
2020年27期众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application基于STM32的物联网智能家居控制系统*吴超，曹峰源，安乐，陈志文，徐默然，徐谢军（常州机电职业技术学院，江苏常州213164）引言随着5G 时代的到来，万物互联离我们的生活也越来越近，人们的日常生活起居也越来越多的使用智能控制用来方便我们的生活，智能家居控制系统在人们日常生活的基础上，为人们提供更好的服务[1]。
本设计的智能家居系统具有以下优势：研究目标为开发一个能为家庭所用的具备智能控制或离线控制功能的控制器，通过有线或无线设备组成的网络与各种信息传感设备连接[2]，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程。
其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
1系统设计设计是基于STM32的智能家居控制系统，通过监视实时的温度（模拟量），湿度（模拟量），设备是否开启（开关量）等一系列可检测项目标准，能够通过控制器，进行实时操作（家用电器开关、关闭阀门等一系列控制），旨在达到智能控制的功能。
2硬件设计硬件系统主要包括：（1）中央处理模块；（2）通信控制模块；（3）人机界面；（4）电机驱动模块；（5）温度检测模块；（6）电源模块；（7）驱动单元。
本设计主要的控制思路是中央处理模块开始工作，采集驱动单元的状态，其中驱动单元包括：（1）照明单元；（2）温湿度检测单元；（3）电动窗帘；（4）水阀开关，通过人机界面或者net 平台来实现对驱动单元的检测与控制。
硬件模块如图1所示。
控制系统的芯片采用STM32F103ZET6TR,以太网接口是一组包含8个孔的排针组成的，默认采用的是STM32的SPI3总线与Ethernet 模块进行通信。
芯片最小系统板如图2所示。
SPI3口相关的SCK 、MISO 两个引脚，与JTAG 管脚有重复使用的地方。
因此，为了能够正常使用SPI3总线，摘要：文章从物联网智能家居控制系统结构设计、智能家居系统总体结构、智能家居硬件设计、通信软件设计等方面论述了基于STM32的物联网智能家居控制系统设计方案。
基于STM32单片机的智能家居系统设计课程设计报告
基于STM32单片机的智能家居系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要目前市场上针对普通家庭的智能防盗、防火等产品很多，但基于远程报警系统的智能家居产品价格不菲。
本次设计的基于STM32的智能家居报警系统实用性非常强，设计成本低廉，非常适合普通家庭使用,而且随时可以升级。
基于STM32智能家居控制系统的设计与实现—家居模块设计
摘要随着先进科学技术水平的发展，传统的家电控制方式已经越来越不适用现阶段人们快速的生活节奏，传统的人工控制效率低下，不够智能化。
智能家居的兴起很好的解决了这个问题，智能家居可以尽可能的通过现代技术方便人们生活，工作，学习的需要。
智能家居系统是在信息技术的基础之上构建的，它能够有效提高家居的质量，增强生活的方便性，提升相关设备的智能性，也因此，人们目前也针对以单片机为基础的智能家居控制系统给予了大量的关注。
在这样的背景条件下，本项目在STM32单片机的基础之上，有效集成了温湿度感应、液晶显示、输入、通信、LED控制以及继电器等七大模块，实现了智能家居控制系统的开发工作，从而让当前不断增多的需求得到有效实现，保障群众生活水平的稳步提升。
关键词：智能家居，家居模块，STM32，蓝牙；AbstractWith the development of advanced science and technology, traditional home appliance control methods have become less and less suitable for people's fast pace of life at this stage. Traditional manual control is inefficient and not intelligent enough. The rise of smart homes has solved this problem very well. Smart homes can make people's life, work and learning needs as convenient as possible through modern technology. The core of smart home is to use computer technology, communication technology and other advanced technologies to improve the home environment, make home life more comfortable and convenient, home appliance control is more intelligent, and the smart home control system based on single-chip microcomputer has emerged.Based on the above, the system uses STM32 single-chip microcomputer as the control core, combined with temperature and humidity acquisition module, liquid crystal display module, key input module, Bluetooth communication module, LED light control module and relay module to form a smart home control system design to satisfy The diversified needs of people's lives, improve people's quality of life.Key words:Smart home, home module, STM32, Bluetooth;目录11 绪论 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状及应用前景 (1)1.3 论文结构 (2)2 系统总体设计 (2)2.1 功能设计要求 (2)2.2 系统总体设计方案 (3)3 硬件系统设计 (3)3.1 单片机控制模块 (3)3.2 温湿度采集模块 (6)3.3液晶显示模块 (6)3.4 按键输入模块 (6)3.5 LED灯控制模块 (7)3.6 继电器模块 (7)4 系统设计 (8)4.1 软件功能模块 (8)4.2 系统主程序流程图 (9)4.3 主要模块子程序设计 (10)5 系统实现 (12)5.1硬件调试 (12)5.2软件调试 (14)总结 (15)参考文献 (16)致谢............................................................................................. 错误!未定义书签。
基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统的设计与实现
基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统的设计与实现
李新春;赵双华
【期刊名称】《计算机系统应用》
【年(卷),期】2010(019)005
【摘要】主要介绍了一种基于嵌入式系统的ARM-Linux平台及GPRS技术的家庭智能控制系统.采用ZigBee技术组建家庭无线网络,实现ARM控制器与各家庭智能模块的无线连接;户主通过手机利用GPRS网络对ARM控制器发送控制命令,ARM控制器通过ZigBee模块对各家庭智能模块进行无线控制,从而实现对整个家庭智能系统的远程控制.
【总页数】4页(P227-229,88)
【作者】李新春;赵双华
【作者单位】辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁,葫芦岛,125105;辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁,葫芦岛,125105
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于GPRS与ARM的智能安防系统的设计与实现 [J], 张如;董喜慧
2.基于ARM11S3C6410与GPRS的智能家居远程控制系统 [J], 刘梦亭;赵丽红
3.基于ZigBee和GPRS的嵌入式家庭智能控制系统 [J], 韩月霞;杨文飞;杨素敏;谢方方;于越
4.基于嵌入式ARM和GPRS的智能家居控制系统硬件设计与思考 [J], 俞侃
5.基于ARM与GPRS的智能控制系统的研究 [J], 王建伟
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基于ARM的智能家居系统设计方案1.系统综述智能家居（Smart Home）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务管理系统，以提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
衡量一个智能家居系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现便捷高质量的生活。
智能家居通常包括以下子系统：访问/控制系统通过电脑、手持终端等设备了解家中状况，对设备进行控制。
门禁系统门禁系统主要包括以下功能，室外监控功能：当门口有异响自动提示，能在家中或远程看到外面情况；拍照存档功能：当家中没人且有人按动门铃，便自动拍照存储，方面房屋主人查询；可视对讲功能：有客来访，可自由通话，并能看到外面情况，并能控制门锁的打开关闭；远程开锁功能：可以通过Internet 网，在任何地方开启家里的门锁。
视频监控系统视频监控的基本功能主要有：远程监控：可以进行实时本地和远程网络监控；远程控制：可以实现远程对设备的各种控制，可以对图像质量，分辨率，图像缩放进行操作，可以对云台的移动方向进行控制；视频存储：能够将视频数据本地存储，能够在任何时候对这些数据进行回放；移动侦测：布防后能够发现移动的物体并报警。
门窗控制系统可以在室内任何位置以及远程对门窗以及窗帘进行打开关闭操作。
具备自动防风防雨功能，当检测到下雨刮风时，自动关闭窗户。
同时能与环境检测系统联动，当发现室内空气环境不好或者发现可燃气体时能自动开窗通风。
入侵检测功能能够及时发现暴力入侵情况，并向安防系统发送报警信号。
家电控制系统通过ZigBee/红外转发器，以红外遥控和电源控制相结合的方式对传统家电（如：电视机、空调、冰箱、电饭煲、淋浴器、微波炉等）进行控制以及状态查询。
同时对家中总电源以及各个电源接口进行打开关闭的操作，实现对部分家电的控制，同时可杜绝家电待机耗电情况。
环境检测系统环境监测系统主要对家庭内部环境数据进行监测。
包括：温度监测、可燃气体监测、火灾监测、空气质量检测等等。
并能与安防系统联动，出现异常情况时能够及时报警。
智能家居系统示意图2.平台选择2.1控制系统平台选择智能家居的控制系统是智能家居的核心组成部分，相当于整个智能家居系统的神经中枢，因此系统平台的选择对于项目成功与否至关重要。
嵌入式处理器有众多的架构和种类，不同的处理器从性能到成本以及总线接口、外围电路各有不同。
目前，采用ARM体系的微处理器已经遍布在消费电子、工业控制、通信、网络等领域。
据统计，基于ARM体系结构的嵌入式微处理器占据了RISC类型处理器75%以上的市场份额。
在全球范围内，使用ARM授权生产微处理器芯片的厂商多达数十家，就连众所周知的芯片巨头英特尔公司在通信领域也开发了基于ARM体系结构的微处理器。
基于本项目高性能，低功耗，低成本的要求，本项目采用基于ARM的嵌入式系统。
由于本系统主要目的是用于实验验证，因此采用时下流行的树莓派（Raspberry Pi）作为控制系统开发平台。
树莓派是专为学生计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的卡片式电脑，自问世以来，受众多计算机发烧友和创客的追捧，曾经一“派”难求。
树莓派外表虽然“娇小”，内“心”却很强大，视频、音频等功能通通皆有，可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”。
树莓派功能示意图2.2客户端平台选择智能家居客户端主要指用户操作界面及其软件系统，包括完整的智能家居控制界面，具备无线编码学习功能和个性化情景模式，用户可以通过配置，来实现自定义的智能家居体验。
据调研机构Strategy Analytics最新的报告显示，Android以83.6%的市场占有率稳居移动操作系统市场之首。
为了最大限度的运用市场上现有的资源，本系统首先开发基于Android的智能家居远程客户端。
3.硬件设计方案3.1控制系统硬件设计方案由于该系统主要用于实验验证，硬件设计上以简单为主，主要包括一下几个模块：●主控系统：树莓派开发板（Raspberry Pi Model B+）●监视系统：USB摄像头（罗技Pro5000）●家电模拟系统：控制器（单片机A T89C51）、模拟家电（LED灯）、模拟传感器（按键）●通信系统：Wi-Fi模块（联想2代B型迷你无线网卡）控制系统硬件示意图3.2客户端硬件设计方案客户端需支持市面上主流Android手机。
4.软件设计方案4.1控制系统软件设计方案控制系统软件设计包括两个方面：一是嵌入式操作系统，另一个是嵌入式服务器软件。
在选择嵌入式操作系统的时候，首先要考虑到对硬件系统的支持，由于ARM处理器的应用非常广泛，目前的主流嵌入式操作系统对ARM体系结构的处理器都提供良好的支持。
其次要考虑嵌入式操作系统的可移植性，可移植性良好的操作系统，可以在不同平台、不同硬件系统上运行，从而可以减少或避免以后代码的移植工作，降低开发工作的难度。
最后考虑到需要快速、低成本、高质量的完成用户的需求，对嵌入式操作系统的可利用资源和成本的考虑也十分重要。
对于嵌入式服务器软件的选择，首先考虑本系统主要面向家庭，因此访问量很小，不需要复杂的功能，但当出现紧急情况时要求尽快相应，对实时性有一定要求。
因此需要选择一款功能简单、体积小、占用资源少、速度快的服务器；其次由于服务器需要长时间稳定运行，因此对可靠性有较高的要求；最后由于控制系统运行着系统中各个模块的控制程序，这些程序需要浏览器通过CGI接口进行调用返回，因此服务器必须支持CGI调用。
基于以上原因，本例选择嵌入式Linux系统+Boa嵌入式服务器作为控制系统软件设计方案。
Linux系统是1991年由芬兰人Linus Torvalds发明的，从诞生到现在的短短十几年的时间，Linux 获得了飞速的发展尤其是在嵌入式操作系统领域。
嵌入式Linux是指对标准Linux 进行小型化裁剪处理，可固化在存储器或单片机中，适合于特定嵌入式应用场合的专用Linux 操作系统。
Boa是一个小型Web Server，系统兼容性好，可在多数Unix 系统中运行，特别适合在嵌入式的场合中使用。
它是一个单任务的HTTP 服务器，如果有两个用户同时访问它，那么其中的一个用户必须等待片刻，它产生独立的进程来处理CGI 程序，因此占用较少的系统资源。
Boa的优点在于其快速性和可靠性而且完全免费。
控制系统软件架构示意图4.2客户端软件设计方案本文采用的客户端软件基于时下流行的Android移动操作系统，即基于Android 的智能家居远程客户端。
基于Android 的智能家居远程客户端是通过Android 智能家居软件控制的以通信网络为纽带的智能家居远程控制系统，用来实现对用户家庭智能家居系统及其设备的远程控制，其基本思想是实现智能控制、分类操作、分级管理、配置灵活。
Android 智能家居远程客户端按功能可划分为五部分：登陆控制单元、信息存储单元、智能控制单元、智能情景模式及人机界面。
客户端软件架构示意图5.实施步骤5.1嵌入式开发环境搭建（简要介绍）嵌入式开发环境搭建主要包括：●宿主机（PC）系统的安装配置（Ubuntu 14.04）●NFS 服务配置（使目标机和宿主机共享文件）●交叉编译器安装（在宿主机上进行程序的开发和编译工作，在目标机中执行）5.2控制端软件设计5.2.1嵌入式Linux内核配置与编译Linux 内核配置的内容有数百项之多，想要完全了解非常困难也没有必要。
本文只介绍一下内核配置编译的一般步骤。
内核下载首先需要下载Linux 源代码压缩包。
一般从Linux 官方网站 下载，然后将压缩包解压到指定目录下；编译配置修改修改源码树根目录下的Makefile文件中ARCH:=arm CROSSCOMPILE:=arm-linux-两个变量，以适用于嵌入式系统。
使用make menuconfig 对内核进行裁剪，配置内核产生.config 文件。
根据系统功能需求选择相关的功能模块，保存即可。
这里需要说明的是内核配置选项多达数百项，需要根据不同的硬件平台进行修改配置，其余的采用默认设置即可。
编译内核生成镜像完成了对内核的配置以后，内核仍然是源码的形式，还不能下载到硬件平台上运行。
内核编译的目的就是生成最终可以在硬件平台上运行的可执行代码。
内核的编译过程是由Makefile文件控制的，Makefile定义了一系列的规则来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译。
内核编译步骤非常固定，需要用到以下几个命令：make clean用来把以前编译内核时产生的文件删除掉，避免上次编译的文件对本次编译产生影响。
5.2.2根文件系统制作嵌入式Linux支持多种文件系统。
虽然在嵌入式系统中，由于资源受限的原因，它的文件系统和非嵌入式Linux 的文件系统有较大的区别，但是他们的总体架构是一样的，都是采用目录树的结构。
本文中采用的是cramfs文件系统。
这种系统是一种简单的只读文件系统，因此非常适合嵌入式系统。
本文适用busybox进行根文件系统的制作，步骤如下：Busybox配置编译下载busybox源码，执行make menuconfig进行相关配置（如：General Configuration中，一定要选择“Support for devfs”选项）。
生成.config文件后执行make TARGET_ARCH=arm，编译busybox，编译结束后，执行make install，生成一个_install文件夹，内有一个linuxrc文件和bin、sbin、usr三个文件夹，删除linuxrc，将三个文件夹打包。
Rootfs制作创建一个文件夹，比如rootfs，转到rootfs，执行命令mkdir bin dev etc home lib mnt proc sbin sys tmp var usr，建立相应的文件夹，再建立etc下的init.d文件夹。
然后准备启动所需的文件：linuxrc、rcS、inittab、fstab四个文件。
将刚才在busybox的_install下的三个文件夹的打包文件复制到rootfs目录，解压后删除打包文件。
调试开发将自己开发的相关程序拷贝到rootfs相应目录下，适用命令mkcramfs rootfs rootfs.cramfs。
运行成功后，将产生的rootfs.cramfs文件烧写到目标板上就可以了。
5.2.3 Boa 嵌入式服务器移植下载并编译Boa源码从下载Boa源码，将其解压并进入源码目录的src子目录，在源码目录下执行./configure生成Makefile 文件；然后执行Make命令对源码进行编译。