基于S3C2410的WLAN智能住宅控制終端的設(shè)計(jì)

1、基于S3C2410的WLAN智能住宅控制終端的設(shè)計(jì) 摘要：信息技術(shù)在建筑行業(yè)的高速發(fā)展使得智能住宅和智能小區(qū)迅速崛起并成長為巨大的新興產(chǎn)業(yè)。文章提出了一個(gè)基于S3C2410的高性能、低價(jià)格的智能住宅控制終端的設(shè)計(jì)方案。該方案依托成熟的無線局域網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)建設(shè)所需的安全防范、管理自動(dòng)化和信息自動(dòng)化的功能。 關(guān)鍵詞：WLAN；S3C2410；智能小區(qū)；智能住宅 前言信息技術(shù)在建筑行業(yè)的逐步滲透，帶動(dòng)了智能大廈、智能住宅以至于智能小區(qū)的高速發(fā)展。這一新興產(chǎn)業(yè)集現(xiàn)代建筑技術(shù)、電子技術(shù)、通訊技術(shù)與控制技術(shù)為一體，正在迅速崛起并成長壯大。智能住宅小區(qū)須具備以下的基本特征和功能：安全自動(dòng)化（ ?

2、）：防盜監(jiān)控、消防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、緊急求助、出入口監(jiān)控等。管理自動(dòng)化（ ? ）：設(shè)備管理、收費(fèi)管理、事務(wù)管理等。信息自動(dòng)化（ ? ）：話音、圖像、數(shù)據(jù)通訊、家庭電子商務(wù)等。 基于的智能小區(qū)管理系統(tǒng)示意圖如圖所示，可以采用“智能住宅控制終端中央控制器”的方式來構(gòu)建智能小區(qū)。其基本設(shè)計(jì)思想是采用集中分散的多級(jí)控制管理。通過每個(gè)住戶安裝的智能住宅控制終端，有效監(jiān)控住戶設(shè)定的各種防范監(jiān)控要求，并自動(dòng)為物業(yè)管理公司抄寫各種量表（水、電、氣等），提供緊急求助功能，還可以和門口機(jī)實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講。中央控制器則實(shí)時(shí)詢問各個(gè)控制終端的信息，為物業(yè)公司提供小區(qū)中各住戶的安防情況，減輕物業(yè)管理公司的工作量。同時(shí)，這種實(shí)

3、現(xiàn)方式提供住戶和物業(yè)管理公司之間的交互途徑，可以在這一平臺(tái)上發(fā)展家庭電子商務(wù)。不難看出，這種實(shí)現(xiàn)方式需要一個(gè)布線難度低、業(yè)務(wù)擴(kuò)展性好的通信平臺(tái)。而隨著無線局域網(wǎng)（）技術(shù)的成熟和價(jià)格的下降，將成為智能小區(qū)中最重要的接入方式?；诘闹悄茏≌刂平K端依托成熟的無線局域網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)建設(shè)所需要的安全防范、管理自動(dòng)化和信息自動(dòng)化的功能。同時(shí)，無線局域網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)率和開放性，使我們很容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能升級(jí)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新。系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)智能住宅控制終端的功能需求及市場上的成熟技術(shù)，我們采用“硬件嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用層軟件”的系統(tǒng)架構(gòu)來設(shè)計(jì)智能住宅控制終端?？刂平K端的硬件平臺(tái)以的為核心，并輔以必要的外圍設(shè)備。

4、這款芯片基于核，帶有豐富的接口，是一款性價(jià)比很高的核芯片?？刂平K端的軟件部分有兩層：嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用層軟件。這里采用的 做為嵌入式操作系統(tǒng)。是開放源代碼的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，采用模塊化的設(shè)計(jì)，開發(fā)平臺(tái)友好。根據(jù)功能需求，應(yīng)用層軟件包含如下模塊：安防模塊、三表的讀寫模塊、可視對(duì)講模塊、家庭電子商務(wù)模塊、無線遙控模塊和人機(jī)交互模塊。 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖是硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和模塊劃分框圖，下面對(duì)各個(gè)模塊分別進(jìn)行介紹。（） 主機(jī)模塊：和外圍功能接口主機(jī)模塊是系統(tǒng)的核心，控制著系統(tǒng)內(nèi)其他模塊的正常工作。本設(shè)計(jì)采用芯片來實(shí)現(xiàn)，它基于內(nèi)核，自帶指令緩存和數(shù)據(jù)緩存以及單元，工作時(shí)鐘最高可達(dá)，擁有豐富的片內(nèi)外設(shè)，如（

5、一個(gè)，一個(gè)-）、控制器、和觸摸屏控制器、（三個(gè)）、等等，同時(shí)還有豐富的端口資源，是一款性價(jià)比很高的核芯片。以下為的接口類型及其在系統(tǒng)中的應(yīng)用：控制器：外接的液晶屏；和觸摸屏接口：觸摸屏；口外接相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路：個(gè)輸入、個(gè)輸出、顯示、鍵盤；接口（）：無線通信模塊，支持系列標(biāo)準(zhǔn)；存儲(chǔ)器接口： 和 ；接口：接，總線接口，連接模塊；接口：接無線遙控模塊；接口：接音頻接口，語音提示。 （）電源管理模塊電源管理模塊提供系統(tǒng)工作要求的電源。系統(tǒng)的工作電壓要求如下：輸入電壓，輸出、和電壓。可以采用實(shí)現(xiàn)至的電壓轉(zhuǎn)化，采用實(shí)現(xiàn)至和的轉(zhuǎn)換，采用實(shí)現(xiàn)至的升壓。（）無線通信模塊由于智能小區(qū)的實(shí)現(xiàn)方案是基于無線局域網(wǎng)的，因此

6、無線通信模塊在系統(tǒng)中顯得尤為重要。為了降低開發(fā)難度，可以采用市場上成熟的接口無線網(wǎng)卡。提供了一個(gè)（）接口，正好用于連接無線通信模塊。（）人機(jī)接口模塊人機(jī)接口模塊提供了良好的人機(jī)交互界面，包括：和觸摸屏、鍵盤、麥克和揚(yáng)聲器。（）無線遙控模塊無線遙控模塊是一種方便用戶操作的智能化終端，提供遠(yuǎn)程布防、求助等功能?？刹捎檬袌錾犀F(xiàn)有的產(chǎn)品模塊，這些模塊一般為接口。（）輸入輸出口模塊系統(tǒng)的口可提供個(gè)輸入輸出口，個(gè)輸出口。輸入口提供光耦隔離功能；輸出口有，的驅(qū)動(dòng)能力。（）總線模塊智能住宅控制終端提供接口，作為家庭網(wǎng)絡(luò)控制總線接口。系統(tǒng)采用實(shí)現(xiàn)了的接口向總線接口的轉(zhuǎn)化。 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖是軟件系統(tǒng)的總體框圖，下

7、面對(duì)各個(gè)層次和模塊分別進(jìn)行介紹。（）嵌入式操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)包含 、模塊、模塊，模塊、模塊和其它應(yīng)用層的協(xié)議模塊等。 是專為強(qiáng)實(shí)時(shí)性嵌入式產(chǎn)品而開發(fā)設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)、搶占式、多任務(wù)內(nèi)核。是一個(gè)圖形管理模塊，支持和觸摸屏，用于開發(fā)人機(jī)界面。模塊是文件系統(tǒng)管理模塊。是一個(gè)內(nèi)存管理單元，支持系統(tǒng)高效地使用有限的內(nèi)存空間。模塊即網(wǎng)絡(luò)模塊，用于實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧。此外，也提供很多應(yīng)用層的協(xié)議模塊包括、等。的開發(fā)平臺(tái)以的 為基礎(chǔ)，提供了仿真平臺(tái)和多任務(wù)調(diào)試工具，方便用戶使用，可以大大加快用戶的開發(fā)時(shí)間。 根據(jù)硬件平臺(tái)的要求，還需要開發(fā)適應(yīng)硬件平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)程序，包括音頻接口驅(qū)動(dòng)程序、觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序、驅(qū)動(dòng)程序、總線驅(qū)動(dòng)程序、鍵盤驅(qū)動(dòng)程序、驅(qū)動(dòng)程序以及無線遙控模塊驅(qū)動(dòng)程序。（）應(yīng)用層軟件模塊應(yīng)用層軟件由系統(tǒng)應(yīng)用層協(xié)議（： ）和各個(gè)功能模塊組成。系統(tǒng)應(yīng)用層協(xié)議規(guī)定了中央控制器以及門口機(jī)和智能住宅控制終端之間的通信協(xié)議，是系統(tǒng)應(yīng)用層軟件的基礎(chǔ)，應(yīng)用層軟件模塊就是在這個(gè)協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。應(yīng)用層軟件模塊包括安防模塊、可視對(duì)講模塊、家庭電子商務(wù)模塊、三表讀寫和管理模塊以及人機(jī)接口模塊。安防模塊用于監(jiān)測用戶設(shè)定的安防措施，包括防火、煤氣泄漏、門窗被撬等，實(shí)時(shí)發(fā)出警報(bào)并報(bào)告物業(yè)管理中心；可視對(duì)講模