基于Arm-Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计.
基于嵌入式Linux的智能家居控制系统设计
基于嵌入式Linux的智能家居控制系统设计近年来智能家居系统已经成为人们生活中越来越重要且不可或缺的一部分。
随着科技的发展，人们逐渐适应了这种「自动化生活方式」，为了满足用户不断增长的需求，嵌入式 Linux 技术在智能家居控制系统中应用得越来越广泛。
本文将基于嵌入式 Linux，介绍智能家居控制系统的设计及其实现过程，主要分为硬件和软件两部分，其中硬件部分包括系统架构和物联网通信，软件部分则包括应用程序和用户界面。
硬件部分1. 系统架构设计智能家居控制系统的第一步是确定系统架构。
系统由两个主要部分组成：网关和设备端。
在本系统中，网关负责数据收集和分发，设备端则负责数据处理和执行。
为了避免单个部件失效带来的整体系统崩溃，这种分位架构应该使用分布式计算方式。
即将部分计算、控制和存储任务分配给较小和相互独立的计算节点。
网关的更新频率比设备端低，因此应该优先考虑使用低功耗设计。
设备端的控制精度更高，因此通用计算机设备也可以用于网络传输。
2. 物联网通信物联网通信是智能家居控制系统的核心。
物联网是互联网的扩展，致力于将智能物品与互联网连接。
为了实现这一目标，该系统应该使用 ZigBee、Z-wave、Bluetooth、Wi-Fi 和 NFC 等协议来进行通信。
使用 ZigBee 和 Z-wave 协议时可使设备对等通信，并在数据传输方面提供更佳的可靠性，但具有高功耗特性。
Wi-Fi 协议则更适合一些高性能应用。
需要注意，运行智能家居控制系统所需的通信成本取决于所需的资源，如通信频率、范围和传输质量等。
此外，设备在使用通讯连接的同时也需要考虑保护用户数据隐私，保障网关和设备的数据传输安全。
软件部分1. 应用程序应用程序是控制智能家居系统的核心组成部分。
应用程序应该能够收集数据并将其分发给各个不同的设备，为用户提供一个友好的界面来监视和控制整个系统。
在本系统中，应用程序应该提供以下特性：1. 支持实时控制系统状态的监视。
基于Linux和ARM的嵌入式智能控制系统软件编程的设计与实现
作者简介：顾而立，上海交通大学自动化系，硕士研究生，上海２００２２４０ 邵惠鹤，上海交通大学自动化系，教授．博士生导师。上海２００２２４０
５５
万方数据
ＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＶ０１．２４，Ｎｏ．８，２００８
技术交流
微型电脑应用
２００８年第２４卷第８期
ｊ＝ｏ
１
其中巧，Ｋ，也是可选择的参数。ｅ ｔ为当前时刻的偏差，
ｅ川为前一时刻的偏差，Ｔ为控制周期（秒）。舻ｉ互， 曰取５－－１０之间的数，此对象中，取９＝６。
５小结
本设计无论在实验室还是工业上都能非常方便的达 到智能控制的功能，将软件和硬件系统结合起来，形成 真正的嵌入式产品。将是一个用途非常广泛且小巧的设 备，而且成本低廉，意义十分重大。
１０）运行．，ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ—ｑｃｏｎｆｉｇ ｌｏｃａｌ—ｅｍｂｅｄｄｅｄ锄
——ｓｈａｒｅｄ－ｓｙｓｔｅｍ·－ｌｉｂｊｐｅｇ－ｓｙｓｔｅｍ－ｌｉｂｐｎｇ－ｓｙｓｔｅｍ－ｚｈｂ－ｑｔ－ｇｆｆ －ｔｈｒｅａｄ－ｎｏ－ｑｖｆｂ—ｎｏ－ｘｆｔ—ｎｏ－ｉｐｖ６－－ｑｔ－ｍｏｕｓｅ－ｌｍｕｘｔｐ －－ｎＯ—ｍｏｕｓｅ－ｐｃ—ｄｉｓａｂｌｅ—ｓｑｌ
（下转第４５页）
万方数据
ＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ＶｏＬ ２４，Ｎｏ．８，２００８
技术交流
微型屯脑应用
２００８年第２４卷第８期
为了了解和控制缺陷带来的费用，必须测量缺陷排除的 效果。对于几十行到几百行的程序，可能只引入很少的缺陷。 尽管发现和修复这些缺陷会带来一点麻烦，但通常不会花费 很长的时间。但是，对于较大型的程序，就需要很多时间来 发现和修复缺陷。在设计和编码阶段引入缺陷，当发现和排 除这些缺陷时，又需要花费更多的时间进行重新设计和重新 编码。在这段时间也会引入更多的缺陷。为了更好地解决这 个个问题，就需要减少缺陷引入率，增加缺陷排除率。为了 做到这一点，必须计算和跟踪缺陷的引入率和排除率。
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架构的嵌入式智能控制系统设计
基于ARM架构的嵌入式智能控制系统设计随着科技的不断发展，嵌入式智能控制系统在各个领域中得到了广泛应用。
而基于ARM架构的嵌入式智能控制系统由于其高性能、低功耗等优势，成为了市场上最受欢迎的选择之一。
本文将探讨基于ARM架构的嵌入式智能控制系统设计的相关内容。
一、ARM架构简介ARM架构是一种精简指令集计算机（RISC）架构，其设计主要用于低功耗、高效能的嵌入式系统。
ARM架构的特点是指令集精简、指令执行速度快、功耗低、体积小、成本低等。
由于这些特点，ARM架构成为了嵌入式系统设计中的首选。
二、嵌入式智能控制系统的设计要求嵌入式智能控制系统的设计要求通常包括以下几个方面：高性能、低功耗、稳定可靠、易于开发和维护等。
基于ARM架构的嵌入式智能控制系统能够满足这些要求，因此在工业控制、智能家居、智能交通等领域得到了广泛应用。
三、嵌入式智能控制系统设计的关键技术1. 处理器选择：在设计嵌入式智能控制系统时，选择合适的ARM处理器是至关重要的。
不同的应用场景需要不同的处理器性能，因此需要根据实际需求选择适合的ARM处理器。
2. 操作系统选择：嵌入式智能控制系统通常需要运行一个操作系统来管理硬件资源和提供应用程序的运行环境。
常见的嵌入式操作系统有Linux、Android等，选择合适的操作系统对系统性能和功能的实现有重要影响。
3. 通信技术：嵌入式智能控制系统通常需要与其他设备进行通信，如传感器、执行器等。
常用的通信技术包括UART、SPI、I2C、以太网等，根据实际需求选择合适的通信技术。
4. 电源管理：嵌入式智能控制系统通常需要工作在低功耗状态下，因此需要合理设计电源管理模块，以降低功耗并延长系统的工作时间。
5. 硬件接口设计：嵌入式智能控制系统通常需要与各种外部设备进行接口连接，如传感器、执行器等。
合理设计硬件接口，确保系统能够稳定可靠地与外部设备进行通信。
四、嵌入式智能控制系统设计实例以智能家居系统为例，介绍基于ARM架构的嵌入式智能控制系统的设计。
基于arm嵌入式系统的智能家居系统设计
计算技术信息发展与为核心，本地控制平台上运行Linux 操作系统，采集温湿度信息模块和控制家电电源模块分别编写成驱动装载在Linux 系统下。
在Linux 系统中移植boa 服务，搭建网络服务器，运用cgic 库，下载官方源码到BOA 文件夹，并解压，得到boa-0.94.13进入./boa-0.94.13/src ，运行./configure ，得到Makefile ，修改Makefile ，将CC =gcc 改为CC =arm-linux-gcc -static 。
网页里采用了框架结构，将要显示的网页分成左，右上和右下三个框架，左框架用来实现功能的选择，右上框架实现标题显示和时间显示（使用的flash 程序），右下框架为主框架，实现硬件的读写和控制。
左和右上框架我们采用html 语言来实现，右下框架我们选用cgic 库来构建cgi 程序实现网页功能。
3系统测试因DHT11芯片温度的设计测量范围是0~50℃，逐设计测试流程如下：将DHT11芯片和温度计放于相同位置，将附近防止大烧杯一个，将烧杯中放置少许冷水，静止片刻待烧杯内外温度与室温相同，然后开始试验测试，向烧杯中缓慢加入热水，观察观测网页上温度度数和温度计的度数，记录如下：经测试，此温度测试的误差完全在日常应用的范围内。
对网页进行LED 开关控制，按下OPEN 按钮灯打开，按下CLOSE 按钮，灯关闭。
4结论采用上述设计的智能家居系统能够较好的实现对家居环境中的家电电源进行远程控制，并能远程监控其温度、湿度等环境信息，将其信息以网页的形式显示在远程主机。
本系统设计轻巧实用，实现了预期的设计目的。
作为智能家居系统，本系统还存在着设计简单、功能单一等问题，在以后的研究发展中，增加恒温控制等功能，并扩充控制接口，逐步完善设计使其更适用错综复杂的家居需要。
注释：孟旭霞,覃少华,唐汉雄,杨宵雪.嵌入式Web Server 中SQLite访问技术的研究[J ].微计算机信息,2008,(24).。
基于ARM嵌入式平台的智能家具控制系统设计与实现
基于ARM嵌入式平台的智能家具控制系统设计与实现从早晨醒来到晚上休息，我们的生活离不开家具。
但是，传统的家具只是摆放和使用，缺少智能化和自主控制。
基于ARM嵌入式平台的智能家具控制系统应运而生。
本文将介绍智能家具控制系统的基本概念，设计与实现过程。
一、智能家具控制系统的基本概念智能家具控制系统包括嵌入式硬件设备和软件系统，可以实现家居设备的自主控制和互动。
其基本特点是集成化、便捷性、智能化和人性化。
通过智能家具控制系统，可以实现不同设备之间的互联互通，自主控制和远程操作。
同时，也可以通过语音控制等智能技术实现更加高级、智能的控制。
二、嵌入式硬件的设计与实现嵌入式硬件的设计是智能家具控制系统的核心。
在ARM嵌入式平台下，硬件设备需要实现传感器、执行器和主控芯片的集成化。
通过主控芯片的控制，可以对传感器和执行器进行控制，同时实现与互联网的连接和数据交互。
传感器和执行器的种类比较多，例如温湿度传感器、光强传感器、红外传感器、马达执行器和电子开关等。
在硬件实现上，需要根据具体需求设计电路原理图和PCB板布图，并选用合适的元器件进行装配。
例如，选用Laolin Mainboard和ATmega1288P微控制器，实现嵌入式硬件部分的设计和实现。
三、软件系统的设计与实现嵌入式硬件的实现完成后，就需要进行软件系统的设计和实现。
软件系统对于智能家具控制系统的功能实现至关重要。
在软件系统设计中，需要根据硬件设备的实现情况，进行编码和算法设计。
同时，还需要进行相应的测试和优化，以保证系统的可靠性、高效性和易用性。
在软件实现上，根据应用场景的不同，可以选用不同的编程语言和开发环境。
例如，可以选用C/C++编写程序，使用Eclipse开发环境进行开发。
在软件实现中，需要实现家具设备的状态监控、自主控制、语音识别等功能。
四、智能家具控制系统的实际应用智能家具控制系统的实际应用相当广泛。
可以在家庭、办公、商业和工厂等场合中实现智能化控制。
基于Arm-Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计
嵌入式系统以其占用资源少、专用性强、功耗低的特点使其广泛应用在移动通信、工业生产、安全监控等领域。
针对人们对高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境的要求，提出了以Arm-Linux为平台的智能家居控制系统的设计。
1 智能家居控制器的总体设计Arm-Linux嵌入式系统以其在性能、体积及功耗等方面的优势在智能家居领域得到越来越广泛的应用。
系统采用基于ARM的嵌入式linux方案，系统分为五层分别为硬件层，系统引导层，系统层，应用支撑层及应用层。
如图1所示应用层在Qtopia图形系统、SQLite 数据库等的支撑下完成了电话报警、照明控制、安防控制、门禁控制以及网络浏览等应用。
2 系统硬件的设计CPU处理器选用Samsung S3C2440A，其主频为400 MHz，资源丰富功能强大。
内存为64M SDRAM，数据总线32bit，时钟频率高达100MHz。
存储器为128 M掉电非易失NANDFLASH。
LCD显示部分为具有4线电阻式触摸屏接口的35英寸真彩色液晶屏。
网卡芯片为DM9000可自适应10／100 M网络，通过RJ45连接头可连接控制器至路由器或者交换机。
智能家居控制模块通过RS485总线与主控制器进行通信。
其硬件结构图如图2所示。
3 软件平台的构建开发环境选取的是虚拟机Vmware6．5+fedora9Linux系统+arm-linux-gcc 4．3．2编译器。
系统与软件的编译采取交叉编译的方式进行。
表1是构建控制系统所需移植开发的一些主要软件。
Uboot是专门针对嵌入式Linux系统设计的开源bootloader，其任务是初始化处理器及外设硬件资源并引导操作系统。
内核为linux2.6.3 2，这版提供了更多的驱动程序以及API，调用起来更加的方便。
在内核中要添加对帧缓存frambuffer的支持，图形系统需要它的支持。
文件系统使用Yaffs2，以配合2 K每页的大页存储器。
根文件系统选用Busvbox1．13．3，配置编译完之后会生成bin和sbin目录以及linuxrc文件，从而系统就具备了系统以及文件管理的相关命令。
一种基于嵌入式Linux系统的智能家居系统设计
一种基于嵌入式Linux系统的智能家居系统设计智能家居系统是指通过现代科技手段实现对家庭环境进行自动化管理，从而为居民带来更便利、更舒适、更智能的生活体验。
众所周知，嵌入式系统是实现智能家居的必要工具之一，而Linux操作系统则是嵌入式系统的常用平台。
因此，本文将探讨一种基于嵌入式Linux系统的智能家居系统设计。
一、硬件架构设计智能家居系统的硬件架构主要包括控制器、传感器和执行器。
其中，控制器是系统的大脑，负责整个系统的运转、任务调度和数据处理。
传感器通过感知环境变化，将这些变化转化为电信号，并传输到控制器，控制器再根据这些信息决定执行器的工作。
执行器则根据控制器的指令对环境进行更改，实现对智能家居的控制。
在本文的系统设计中，控制器采用一款高性能的嵌入式Linux系统芯片。
该芯片具有高性能、低功耗、小尺寸、可定制化等优点，适合嵌入式系统的设计。
传感器可以根据使用场景采用不同的种类，如温湿度传感器、烟雾传感器、红外传感器等。
执行器也可以根据使用场景选取不同的类型，如开关执行器、电机执行器、灯光执行器等。
二、软件系统设计智能家居系统的软件系统主要包括底层驱动程序、操作系统和应用程序。
底层驱动程序主要负责硬件设备的控制，如传感器数据采集、执行器控制等。
操作系统则负责整个系统的运行和管理。
应用程序包括和用户交互的界面和自动化决策逻辑等。
在本文的系统设计中，底层驱动程序采用Linux内核的驱动模型进行开发。
操作系统则选择经过定制优化的嵌入式Linux操作系统。
应用程序方面，本文选择开发自动化决策模块和界面模块。
自动化决策模块主要负责根据传感器的数据来进行自动化决策，例如温度过高时开启空调，检测到烟雾时发出警报等等。
自动化决策模块采用模糊控制算法实现，该算法可以根据不确定或模糊的输入数据进行决策，适应于智能家居系统中存在的不确定性和复杂性。
界面模块主要负责和用户进行交互，包括手动控制和智能控制两种模式。
手动控制模式可以让用户直接操作执行器实现对家居环境的控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于Arm-Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计
摘要：随着嵌入式技术、网络及信息技术的发展，针对人们对智能家居的追求，提出了一种基于ARM9的嵌入式智能家居控制系统的解决方案。
介绍了嵌入式Linux系统的软硬件平台，结合实例阐述了嵌入式QT图形界面系统、嵌入式数据库SQLite等关键技术在嵌入式智能家居控制系统中的应用。
该方案解决了控制系统的可视化操作问题，提高了系统数据管理效率，并具有通用性可移植到其他硬件或软件平台应用。
关键词：智能家居；ARM9；嵌入式Linux；Qtopia；SQLite
嵌入式系统以其占用资源少、专用性强、功耗低的特点使其广泛应用在移动通信、工业生产、安全监控等领域。
针对人们对高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境的要求，提出了以Arm-Linux为平台的智能家居控制系统的设计。
1 智能家居控制器的总体设计
Arm-Linux嵌入式系统以其在性能、体积及功耗等方面的优势在智能家居领域得到越来越广泛的应用。
系统采用基于ARM的嵌入式linux方案，系统分为五层分别为硬件层，系统引导层，系统层，应用支撑层及应用层。
如图1所示应用层在Qtopia图形系统、SQLite数据库等的支撑下完成了电话报警、照明控制、安防控制、门禁控制以及网络浏览等应用。
2 系统硬件的设计
CPU处理器选用Samsung S3C2440A，其主频为400 MHz，资源丰富功能强大。
内存为64M SDRAM，数据总线32bit，时钟频率高达100MHz。
存储器为128 M掉电非易失NANDFLASH。
LCD显示部分为具有4线电阻式触摸屏接口的35英寸真彩色液晶屏。
网卡芯片为DM9000可自适应10／100 M网络，通过RJ45连接头可连接控制器至路由器或者交换机。
智能家居控制模块通过RS485总线与主控制器进行通信。
其硬件结构图如图2所示。