【VIP专享】基于Linux的智能家居管理方案。。。
基于Linux的嵌入式智能家居系统的设计与实现
Ａ Ｃ Ｉ Ｄ的 Ｓ Ｑ Ｌ ｉ ｔ ｅ轻量型数据库 ，开发成为本系统的嵌入式服务
器 。
智能控制器采用 可快捷二次 开发的 Ｔ ｉ ｎ ｙ ６ ４ １ ０嵌 入 式 开 发 板 设计 ， 开 发板 采 用 Ｄ Ｍ９ ０ ０ ０ 网卡 芯 片 ，可 以 自适 应 Ｉ Ｏ ／ Ｉ Ｏ Ｏ Ｍ
基金项 目： 福 建省教育厅 Ａ类项 目（ Ｊ Ａ１ ３ Ｏ ７ ６ ）
・
１ ８ ・ 福建 电脑 『２ ０ １ ７ 年 第８ 期
● 卜一…
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Ｐ Ｃ 终端 手机 终端
（ １ 福 建师范大学 数 学与信息学院 ； ２福建师 范大学 光 电与信 息工程 学院 福建 福 州 ３ ５ ０ １ １ ７ ）
【 摘 要】 针对 目前智能家居 行业的现状 ， 提 出一种基 于 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ的嵌入 式智能家居用电设 备管控 系统方案 ， 完成 了智
能 控 制 器 、 多功 能 执 行 器 、触 摸 型 控 制 开 关 等 硬 件 电路 设 计 及 软 件 设 计 ，控 制 器 的 软 件 基 于 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ平 台设 计 ， 并 为 Ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ智 能手 机 终 端 和 Ｐ Ｃ 终 端 提 供 无 线接 口 ， 实现 了 家居 用 电设 备 的 远 程 多模 式控 制与 管理 。
１系统 简 介 智 能 家 居 用 电 管 控 系 统 是 一 个 二 线 制 的智 能管 控 系 统 ， 所 有 单 元 是 由两 根 Ｒ Ｓ ４ ８ ５总线 连接 成 网 络 ， 每 个 单 元之 间 通 过 执 行 器模 块 与 家 电 设备 进 行 连 接 ｉ ｓ ｔ ， 系统组成结构如图 ｌ 所示 。
基于Linux的智能家居研究与实现
２ 硬件设计
２ ． １ 系统 主 控
பைடு நூலகம்
３ ． ３ Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ协 议 栈 移植
ｚ ｉ 曲ｅ ｅ 是一种新兴 的短距离 、 低速率 的无线 网络 技术 ， 主要用 于 本 系统 以 ￥ ５ Ｐ Ｖ ２ １ ０芯 片作为 系统 的控制 核心 ． Ｓ ５ Ｐ Ｖ ２ １ ０ 采用了 近距离无线连接 Ｚ ｓ ｔ ａ ｃ ｋ是德州仪器针对该协议栈开发 的一套半开源 ＡＲ Ｍ Ｃ ｏ ｒ ｔ ｅ ｘ Ｔ Ｍ— Ａ８内核 ． ＡＲ Ｍ Ｖ ７指令 集 ．主频可 达 １ Ｇ Ｈ Ｚ． ６ ４ ／ ３ ２位 的协议栈 ， 通过移植该 系统源码 到 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０即可实 现数据采集 、 加密 内部总线结 构。提供 了外设有存储 控制器 、 Ｎ Ａ Ｎ Ｄ Ｆ １ ａ ｓ ｈ 控制器 、 摄像 及 自动组 网等一系列功能 头接 口、 Ｕ Ｓ Ｂ控制器等 ４ Ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ客 户 端 设计 ２ ＿ ２ 传感器采集与控制节点 该方 案涉及传 感器 有 Ｄ Ｈ Ｔ １ Ｉ 温湿度传 感 器 、 Ｍ Ｑ 一 ５ 煤 气传感 器 ４ ． １ Ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ客户 端 功能 和Ｈ Ｃ — Ｓ Ｒ ５ ０ １ 释热传感器 。 控制节点有窗帘电机和 Ｒ Ｇ Ｂ — Ｌ Ｅ Ｄ ， 无线传 Ａｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ客户端通过 与服务器端进行 数据交互完成如下 功能 ： （ １ ） 输部分采用 １ １公司的 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ Ｆ ２ ５ ６芯片 ．运行 Ｚ ｓ ｔ ａ ｃ ｋ协议栈 实现 自 获取温 、 湿度 、 可燃气体浓度等信息并 实时更新显示 ； （ ２ ） 查看 当天温 、 动组网 该芯片基于 ８ ０ ５ １内核 ．因此该芯片也能与传感器或 电机相 湿度图表信息 ； （ ３ ） 控制房 间内的灯光以及窗帘 ； （ ４ ） 查看实时监控视频 ； 连。 使 该模块既作无线传输节点 ， 也作设备控制节点 。 （ ５ ） 控制 防盗系统 的开关 。 ２ ． ３ 射频卡模块 ４ ． ２ Ｈｅ ｌ ｌ ｏ Ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｓ 开源图表库移植 射频 部分 采 用 ＭＦ Ｒ Ｃ一 ５ ２ ２ ＲＦ Ｉ Ｄ射频模 块 ．该 模 块是 应 用 于 ｈ ｅ ｌ ｌ ｏ ｅ ｈ ａ ｒ ｔ ｓ — ａ ｎ ｄ ｒ ０ ｉ ｄ是 一个 可 以运行 的 Ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ ２ ． ２ ＋ 上的 ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｓ ／ １ ３ ． ５ ６ Ｍ Ｈ ｚ 非接触式通信 中高 集成 度的读写卡芯片 ．是推 出的一款低 ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｓ 类库 ． －ｄ ， 部分 类型的图表具有 动画效果 。ｈ ｅ ｌ ｌ ｏ ｅ ｈ ａ ｒ ｔ ｓ — ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ 电压 、 低成本 、 体积小的非接触式读 写卡芯 片． 可通过 Ｕ ＡＲ Ｔ或者 Ｓ Ｐ Ｉ 在具有硬件加速的 Ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ系统上运行效果最好 。性能好 ， 功能完善 ， 进行 控制与传输 ｕ Ｉ 风格美观 ． 坐标 轴精细 ． 适合用于展示各种 图表信息。 ２ ． ４ Ｇ Ｓ Ｍ通信模块 源码下载地址 ｈ ｔ ｔ ｐ ｓ ： ／ ／ ｇ ｉ ｔ ｈ ｕ ｂ ． ｅ ｏ ｍ／ ｌ ｅ ｅ ｈ ｏ ／ ｈ ｅ ｌ ｌ ｏ ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｓ — ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ Ｇ Ｓ Ｍ通信 频谱效 率高 ，接 口开放 ． Ｇ Ｓ Ｍ标准 所提供 的开放性 接 ４ ． ３ 移动图像监 测 口。 不仅限于空 中接 口． 而且报 刊网络直接 以及 网络 中个 设备实体之 通过 ｈ ｔ ｔ ｐ 方式访 问服务 器 ． 使 用 ｗｅ ｂ Ｖ ｉ ｅ ｗ加载网页 的方式显示 间。通过鉴 权 、 加密和 Ｔ Ｍ Ｓ Ｉ 号码的使用 ． 达到安全的 目的 实时图像 信息。
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。
基于linux和Boa的智能家居网关的设计
基于linux和Boa的智能家居网关的设计基于linux和Boa的智能家居网关的设计【摘要】本文主要介绍了基于linux和Boa的智能家居网关的设计，阐述了整个网关的组成、特点和通信方式。
给出了智能家居网关的软硬件设计方案。
通过linux的开源特性和Boa在嵌入式系统的广泛应用，使各种终端设备都可以轻松接入该智能家居系统，具有良好的通用性和扩展性。
【关键词】Boa；linux；智能家居1.引言智能家居产生于信息技术飞速发展和人类对自身居住环境要求不断提高的背景之下，是以居住环境为平台，通过无线传感器网络技术、嵌入式技术、网络技术、智能控制技术等技术将家居生活有关的电气设备结合起来，实现智能化、人性化的居住环境[1]。
2.系统整体方案本系统以ARM处理器、ZigBee模块和互联网模块为硬件平台，以嵌入式linux系统和Boa Web服务器为软件平台，运用C语言和cgic库来进行web应用程序的编写，采用sqlite数据库进行数据的存储，使用MD5对敏感数据进行加密。
图1是整个网关的软硬件框图。
3.系统硬件设计方案该网关的硬件平台的核心采用三星公司生产的ARM9 S3C2440处理器，这是一款主要为手持设备设计的芯片，具有运算速度快、功耗低等优点。
S3C2440是基于ARM920T内核的0.13um cmos标准单元和存储单元复合体。
它具有功耗小、简单、稳定的特点，非常适合嵌入式设备。
S3C2440是32位内核的先进处理器，提供了优异的特性，其采用ARM920T内核实现了MMU，AMBA总线和哈佛缓存体系构架，并且该处理器具有最高400MHz的主频，可以更加快速的处理智能家居节点传回的数据。
4.3 web应用的设计方案本系统内部嵌入了Boa web服务器，远程终端可以通过浏览器进行监控，因此这个Boa服务器嵌入的网页必须是动态网页，目前支持动态网页的技术主要有，PHP、ASP和CGI等。
这些技术在比较高端的服务器上都有广泛的应用，但是针对嵌入式系统资源比较少的特点，这里只能选择CGI来实现嵌入式设备内嵌动态网页的目的[4]。
嵌入式Linux智能家居的核心引擎
嵌入式Linux智能家居的核心引擎智能家居作为现代科技的产物，为人们的生活带来了巨大的便利和舒适。
而在智能家居系统的架构中，嵌入式Linux充当着核心引擎的角色，为整个系统提供了稳定可靠的支持和高效运行的能力。
1. 嵌入式系统概述嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统。
它与传统的个人计算机和服务器相比，具有体积小、功耗低、可靠性高等特点。
而在智能家居中，嵌入式系统作为智能设备的核心，扮演着实时监测、数据处理和外设控制等重要角色。
2. Linux在嵌入式系统中的优势作为开源操作系统的代表，Linux在嵌入式系统中具有诸多优势。
首先，Linux的内核可以根据需求进行裁剪，去除不必要的功能，从而在有限的硬件资源下实现高性能和低功耗的平衡。
其次，Linux有丰富的设备驱动支持，能够适应各种硬件平台和外设的需求。
此外，Linux拥有庞大的开源社区和活跃的开发者群体，可以及时修复漏洞、提供技术支持，保证系统的稳定性和安全性。
3. 嵌入式Linux在智能家居中的应用嵌入式Linux在智能家居中扮演着核心引擎的角色，主要负责智能设备的联网与通信、数据处理与分析以及外设控制等任务。
通过嵌入式Linux，智能家居可以实现设备之间的互联互通，通过标准的通信协议实现数据的传输和共享，为用户提供更加智能化的生活体验。
同时，利用Linux强大的网络功能，智能家居可以实现与互联网的连接，为用户提供远程控制和远程监控的功能。
4. 嵌入式Linux在智能家居中的挑战与解决方案嵌入式Linux在智能家居中面临着一些挑战，如系统的稳定性、实时性、功耗管理等方面的需求。
为了解决这些问题，开发者需要精心设计系统架构，合理分配系统资源。
通过采用实时内核、优化算法等技术手段，提高系统的实时性和响应速度。
此外，合理管理系统功耗，优化电源管理策略，延长电池寿命也是关键所在。
总结：嵌入式Linux作为智能家居系统的核心引擎，为整个智能家居提供了可靠的运行环境和强大的功能支持。
基于linux嵌入式云服务的智能家居服务系统设计
• 112•让科技融入生活，让生活更美好，智能家居因此必不可少。
在这种消费升级需求下，智能家居蓬勃发展，相当有潜力。
随着科技日新月异，“智能”已经成为一种生活方式和社会潮流，人们越来越追求智慧家庭模式。
由于嵌入式微控制器性能的不断提高，家居系统变得越智能化，能够进行复杂的运算以及控制；此外，舒适度、便捷性以及安全性是家居生活需要考虑的关键点。
因此本文主要以智能家居的实用性和舒适展开研究，提出一种基于嵌入式系统和阿里云的智能家居系统设计方案。
以ARM1176JZF-S 内核为基础，定制一款智能化家居服务系统；借助阿里云提供的部分云计算能力，设计了配套的Web 服务端，可方便地通过终端如电脑、手机、平板等，对家用电器进行远程访问，如开关电灯、开关窗帘、烟雾火灾报警等；另外，开发了语音识别功能，真正解放了人的双手。
开发了日志与访客系统以及完善的用户管理，实现了智能家居系统的社交化。
1.引言曾几何时，智能家居只是一个遥不可及、人们想象中的概念，但随着科技的发展和人们生活的提高，智能家居快速发展，并逐渐融入到人们的生活中。
比尔·盖茨曾说过:“不远的未来，没有智能家居系统的住宅，会像不能上网的住宅一样不合潮流”，家居不再是简单的摆设，更要满足满足消费者交互需求和情感需求的产品，智能家居越来越受人们喜爱。
智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自用TCP/IP 网络协议标准，系统组网容易、传输数据多、速率快；客户端通过WEB 浏览器就可以对设备进行监控（王勇，嵌入式系统接入Internet 的技术研究[J].计算机工程与应用，2001(6)：18-21）。
物联网的出现极大地促进智能家居的发展，物联网可以通过多种无线传感器网络技术，实现“人与人，人与物，物与物”的紧密信息传递,以物联网为基础的智能家居系统，进行实时监控和管理，其包括：智能家居控制管理系统、终端（家居传感器终端、控制器）、家庭网络、外联网络、信息中心等（李宇，王卫星，陈润泽，基于ZigBee 的物联网智能家居系统[J].2016(3)：9-13）。
基于Linux的智能家居系统设计与实现
基于Linux的智能家居系统设计与实现作者：***来源：《科技创新与应用》2020年第16期摘; 要：文章设计了基于Linux的智能家居系统，该系统包括智能家居集中控制系统、智能预警系统、智能灯光系统、智能电器系统、媒体娱乐系统和环境探测系统等六大方面，并能根据用户需求进行个性化定制。
该系统已在某洋楼套房中应用，而且界面直观，使用简单，性能稳定，功能齐全，实用价值高。
关键词：Linux;智能家居;集中控制;控制主机中图分类号：TP277; ; ; ; ;文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2020）16-0037-04Abstract： This paper designs a smart home system based on Linux， which includes six aspects： smart home centralized control system， smart early warning system， smart lighting system， smart electrical system， media entertainment system and environment detection system，and can be customized according to the needs of users. The system has been applied in a foreign building suite， and the interface is intuitive， the use is simple， the performance is stable， the function is complete， the practical value is high.Keywords： Linux; smart home; centralized control; control host引言什么是智能家居？每个人对家的理解和规划不尽相同，但是应该都有共同的梦想，那就是让家变得更加温馨和简单，更加舒适和自在。
基于Arm-Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计.
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。
零门槛入门嵌入式Linux带你玩转智能家居
零门槛入门嵌入式Linux带你玩转智能家居嵌入式Linux（Embedded Linux）是一个嵌入式系统开发的领域，它结合了嵌入式硬件和Linux操作系统，为智能家居等领域提供了强大的开发平台和工具。
在过去，嵌入式Linux的学习门槛较高，需要具备一定的嵌入式开发经验和相关知识。
但是随着技术的发展和开源软件的普及，如今的嵌入式Linux入门已经变得零门槛，即使对于初学者来说，也能够轻松入门，开启智能家居的探索之旅。
一、嵌入式系统和Linux简介嵌入式系统是一种特定功能的计算机系统，通常被嵌入到产品中，以实现特定的任务。
比如智能家居产品，如智能音箱、智能插座等，都可以使用嵌入式系统来实现各种功能。
而Linux操作系统是一个开源的、免费的、强大的操作系统，广泛用于各个领域，包括嵌入式系统。
嵌入式Linux则是将Linux操作系统适配到嵌入式硬件平台上，为嵌入式系统提供操作系统和开发环境。
二、为什么选择嵌入式Linux1. 开源免费：Linux操作系统是一个开源免费的操作系统，可以自由使用和修改。
这意味着无需花费不菲的费用购买商业操作系统，可以大大降低产品的成本。
2. 庞大的社区支持：Linux拥有庞大的开源社区，有成千上万的开发者和爱好者共同维护和改进Linux系统。
如果在开发过程中遇到问题，可以通过社区寻求帮助和解决方案。
3. 强大的功能支持：嵌入式Linux支持丰富的硬件设备和外设驱动程序，可以轻松实现智能家居产品所需的各种功能。
4. 良好的稳定性和安全性：Linux操作系统经过多年的发展和优化，拥有良好的稳定性和安全性。
这对于智能家居等领域的产品来说至关重要。
三、嵌入式Linux入门对于零门槛入门嵌入式Linux，可以按照以下步骤来进行学习和实践。
1. 学习Linux基础知识：首先，需要了解Linux操作系统的基本概念和基础知识，包括Linux的文件系统、用户权限管理、进程管理等。
可以通过在线教程、书籍等途径进行学习。
Linux嵌入式系统未来的智能家居必备
Linux嵌入式系统未来的智能家居必备随着科技的迅猛发展和人们对智能化生活的需求不断增加，智能家居已经成为了人们日常生活中的一部分。
而在智能家居系统中，Linux 嵌入式系统成为了必不可少的一部分。
本文将探讨Linux嵌入式系统在智能家居中的重要性以及其未来的发展。
一、Linux嵌入式系统的基本概念Linux嵌入式系统是指将Linux操作系统安装在嵌入式设备中，以实现设备的智能化和联网化。
相比传统的操作系统，Linux具有开放源代码和强大的定制能力等优势，因此在嵌入式系统中的应用越来越广泛。
二、Linux嵌入式系统在智能家居中的优势1. 稳定可靠：Linux操作系统具有稳定性好、可靠性高的特点，能够长时间运行而不出现崩溃或死机的情况。
这一特点在智能家居中尤为重要，可以保障各种智能设备的正常运行。
2. 定制能力强：Linux操作系统具有强大的定制能力，可以根据智能家居设备的需求进行定制开发。
这使得智能家居设备可以更好地适应用户的使用习惯，提供更加个性化和便捷的服务。
3. 安全性高：Linux操作系统在安全性方面表现出色，可以有效防止黑客攻击和病毒感染。
智能家居系统中，往往会涉及到用户的隐私数据，因此安全性是智能家居系统的一项重要指标。
4. 开放源代码：Linux操作系统的开放源代码使得开发者能够自由优化和改进系统，同时降低了开发成本。
这也为智能家居设备的快速发展提供了技术保障和经济支持。
三、Linux嵌入式系统在智能家居中的应用案例1. 智能家居控制中心：Linux嵌入式系统可以作为智能家居系统的控制中心，实现对各种智能设备的集中控制。
用户可以通过手机、平板电脑等终端设备远程操控家中的智能设备，实现智能化的家居管理。
2. 智能安防系统：基于Linux嵌入式系统的智能安防系统可以通过摄像头、传感器等设备实时监控和报警。
通过智能分析和识别技术，可以对异常情况进行及时预警，提供安全保障。
3. 智能能源管理：Linux嵌入式系统可以与能源管理设备连接，实现对家中用电、用水等能源的智能管理。
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引言
物联网指的是将各种信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等与互联网结合起来，组成一个巨大的网络。
然后，将生活中的所有物品都纳入这个网络，方便识别和管理。
通俗地说，互联网的终端是人，而“物联网”的终端是物
品，每一件物品都有CPU、网络地址和传感器，物品与物品之间也可以传递信息、发送指
令，其主要宗旨是让所有物品与网络连接在一起，系统可以自动的、实时的对物体进行监控、识别、定位、追踪并触发相应事件。
物联网的兴起，为智能家居提供了条件。
如何通过简化物联网终端设备，最终开发出一套经济实用的支持多终端应用的智能家居物联网平台是非常有意义、有价值的工作。
本
系统基于Linux操作系统，开发了一套融合无线移动网络、射频识别装置的智能家居控制
系统。
此系统具有智能抄表、远程开启电器、射频识别远程遥控等功能。
1 系统概述
本系统采用S3C2440芯片作为主控制器，操作界面为4.3寸触摸显示屏。
上电后，显
示屏显示整个家居系统网络内各设备，每个设备分别对应一个图标，包括灯光控制、风扇、冰箱、电饭煲、燃气流量采集等。
点击图标进入该设备相应的详细信息栏。
进入灯光控制界面，可以方便地查看家中各房间亮灯情况，也可远程通过短信方式控制各房间的灯的亮灭；燃气使用情况可方便地发送至相关采集部门；坐在办公室，一条短信可以将电饭煲电
源接通。
家居中各设备与主控平台间选择了2.4 GHz的无线射频收发芯片nRF24L01，通过它可以实现各家居设备与主控平台间的无线通信。
主控平台与外网的通信，采用的是德国西门子公司的MC39i GSM/GPRS终端无线模块。
燃气流量测量采用了美国矽翔微机电系统（上海）有限公司的MF4000系列气体流量计燃气流量计，智能家居控制系统结构框图如图1所示：
图1 智能家居控制系统结构框图
嵌入式ARM2440系统开发平台是整个智能家居系统的监控与管理中心，它主要集成
了无线通信模块、射频识别模块、红外感应模块、触摸显示屏。
该总控平台一方面可以通过无线模块接收到外部命令（例如：手机短信），并通过射频识别，控制对应的家居设备按指示工作，例如，打开电饭煲、空调或洗衣机。
另一方面，各家居设备运行信息可以通过射频模块接收采集（例如采集燃气读数、水表读数、电表读数等），处理后，可以将数据发
送到嵌入式ARM2440系统开发平台，该平台将数据分类处理后，可选择有用数据发送至对应公司服务器（例如燃气公司、供电局、水厂等），实现自动抄表。
智能家居控制系统的中的每一个家居设备，都需要分别安装一个射频识别模块，通过该模块可以与嵌入式ARM2440系统开发平台实现短距离无线通信。
2 射频识别模块
nRF24L01是一款工作在2.4～2.5 GHz世界通用ISM频段的单片射频收发器件。
该射频识别模块可以实现多机通信，多机通信采用频分多址的方法，只需要在接收端对不同的通道配置地址即可。
发送端使用相应的地址作为本机地址。
接收数据时通过读取STATUS 中相关位即可得知接收的是哪个通道的数据。
射频识别模块内包括：频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。
输出功率频道的选择和协议可以通过对应的SPI接口进行设置。
射频识别模块功耗低，当工作在发射模式下发射功率为-6 dBm时，电流消耗为9.0 mA；接收模式时为12.3 mA，掉电模式和待机
模式下电流消耗更低。
nRF24L01在接收模式下可以接收6路不同通道的数据，nRF24L01在星形网络中的结构如图2所示。
每一个数据通道使用不同的地址，但是共用相同的频道，也就是说6个不同的nRF24L01设置为发送模式后可以与同一个设置为接收模式的nRF24L01进行通信，而设置为接收模式的nRF24L01可以对这6个发射端进行识别。
同一时刻，所有的数据通道都被搜索，但只能接
图2 nRF24L01在星形网络中的结构
收一路数据通道的数据。
nRF24L01在确认收到数据后记录地址，并以此地址为目标地址发送应答信号，在发送端数据通道0被用作接收应答信号，因此数据通道0的接收地址要与发送端地址相等以确保接收到正确的应答信号。
3 气体流量的检测
气体流量测量采用的是MF4000系列气体流量计，MF4000系列质量流量计是美国矽翔微机电专为管径为3~8 mm的气体管路中的低速气流的流量计量而设计。
卡口式设计为用户提供简便的安装，满足用户测量多气体管路的需求。
塑料卡口可轻松的进行机械接口转换，应用于不同的低成本环境，内置安全插件可适用于更宽的应用，MF4000系列气体流量计技术参数如表1所列。
表1 MF4000系列气体流量计技术参数
智能家电控制芯片为传统的8051系列单片机，单片机与气体流程传感器通过RS232通
信，整个通信过程单片机作为主机，传感器作为从机，它们采用点对点（或点对多点）主从式工控网络的半双工异步传输模式，主机和从机之间用轮询的方式来进行通信。
只有主机才能启动通信，没有接到主机请求，从机不能主动发送信息。
主机向从机发送任务报文，从机接收到主机的任务命令后返回响应报文并执行相应操作。
除了发送响应报文外，从机只能处于接收状态。
主机的每一次查询都是以一个报文（帧）的数据传送给从机。
其通信
流程如图3所示。
图3 单片机与传感器/流量计的RS232串行通信流程
对于RS232协议，用固定的字符0x9D标识一帧数据的开始。
数据传输通信时，帧头
（地址）的识别是非常关键和重要的。
一般解决此问题的方法是：找到所要传输的数据中不可能出现的特征数据，再将此特征数据作为帧头发送。
但是，这种通信方式中，一方面特征数据一般较难找到，大多数情况下都需要用数个特殊字符组成特征数据作为帧头；另一方面由于增加了较多的无用字符（相对于有用数据而言），从机不得不对特征数据进行解
码，使得通信时间延长，造成该从机的时间浪费。
本协议采用1位帧头（地址）标志位来解决帧头（地址）的识别问题。
具体方法为：主机首先禁止奇偶校验，同时设置奇偶校验位为Mark标志（相当于设
置帧头标志位DS为1），再向从机发送帧头（地址）。
此时，正处于帧头（地址）监听状态
的从机收到主机发来的帧头（地址）后，进入中断服务例程，读取主机发送的帧头（地址）是否正确，当确认正确后，从机进入数据接收状态并等待主机发送数据；否则，仍处于帧头（地址）监听状态并等待主机发送下一个帧头（地址）。
主机接着禁止奇偶校验，同时设
置奇偶校验位为Space标志（相当于设置帧头（地址）标志位DS为0），再发送数据，进
入数据接收状态的从机将正常接收所有数据，然后向主机发送响应报文，最后释放总线并重新进入帧头（地址）监听状态。
单片机通过串口与传感器通信，可以方便地采集到瞬时流量和累积流量，可记录自上电以来瞬时流量的最大值和最小值，具有超量程指示功能。
4 Linux移植及Qt应用程序开发
本系统在TQ2440开发板上移植了Linux操作系统，并在此嵌入式操作系统平台上进行了简易家居智能控制平台的开发。
Linux移植及Qt应用程序开发步骤如图4所示。
图4 Linux移植及Qt应用程序开发步骤
首先是配置开发板所需要的环境软件。
在开发板环境建立中，要注意的是对于没有串口的机器，一定要先安装USB转串口的驱动，而在安装时务必注意将电脑与板载串口的波
特率设置为一致。
这个没设置好，串口通信会有问题。
除此之外，还需安装好串口调试工具及程序烧录下载工具。
其次是搭建Linux交叉编译环境。
一般的电脑上都是Windows操作系统，要开发Linux嵌入式操作系统，需要安装虚拟机（例如VMware 等）、基于Linux内核的相关操作系统（例如Fedora）和交叉编译器。
虚拟机是用来承载Linux操作系统在Windows机器
上运行而设置的，就像虚拟光盘一样，是个虚拟的。
交叉编译器，是用来编译和产生系统开发过程中各种镜像文件。
接着进入移植过程。
移植时一般顺序为：编译Uboot→编译内核→构建文件系统。
最后是Qt应用程序开发。
本系统是基于图形界面开发的。
Qt程序开发需要先建立Qtopia开发平台，然后进入编译目录，执行编译脚本，无误退出后，再编译应用程序。
编译应用程序时，只需进入每个程序目录，执行make命令。
然后，将编译好的程序的可执行文件拷贝到文件系统的镜像目录中，最后将编译生成的.bin文件烧录到开发板中即可。
结语
本文描述的是一种简易可行的智能家居联网方案，其具有成本低、易于实现、组网容易等优点，但对于更复杂的互动功能还存在一定的欠缺。
但基于上述主控平台，只需要调整智能家居的内部局部通信网络就可以实现更加完善的智能家居功能。
例如可以不修改主
控电路，利用WiFi或ZigBee网络来重新组建家居设备网络。