嵌入式家電品牌

本文格式為Word版，下載可任意編輯——嵌入式家電品牌首先介紹新一代智能家電的進(jìn)展前景，并介紹基于無線WIFI的嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)。重點(diǎn)闡述其嵌入式服務(wù)器軟硬件片面的設(shè)計(jì)思想。系統(tǒng)由終端設(shè)備、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和嵌入式WEB服務(wù)器組成。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備采STM32F103ZET6微處理器、無線網(wǎng)卡、藍(lán)牙、藍(lán)牙操縱燈，溫度傳感器、FREERTOS和嵌入式Web服務(wù)器。用戶通過欣賞器便可查看Web服務(wù)器上的智能設(shè)備參數(shù)，并可根據(jù)需求向服務(wù)器發(fā)送對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操縱信號(hào)。

WIFI；嵌入式Web服務(wù)器；智能家電；溫度傳感器；http；藍(lán)牙

1.基于嵌入式WEB技術(shù)的智能家電監(jiān)控系統(tǒng)概述

隨著物質(zhì)條件改善，人們不斷追求高品質(zhì)的生活方式，對(duì)家居自動(dòng)化的要求也日益提高，傳統(tǒng)有線智能家居已逐步不能適應(yīng)新形勢(shì)下的需求。安裝簡樸、自動(dòng)組網(wǎng)、調(diào)試急速等是未來智能家居進(jìn)展的必備特點(diǎn)，WLAN作為新一代無線智能家居符合現(xiàn)代生活快節(jié)奏、高效率的根本需求?；谥悄芗译姛o線傳輸和操縱的需求，嵌入式遠(yuǎn)程采集和操縱設(shè)備，以逐步應(yīng)用到新一代智能家電設(shè)備中。結(jié)合不斷進(jìn)展的隨著物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)，智能家電將給人們的生活帶來便當(dāng)快捷的服務(wù)體驗(yàn)，具有關(guān)闊的進(jìn)展空間和市場(chǎng)前景[1]。

以網(wǎng)絡(luò)為根基的智能家電監(jiān)控系統(tǒng)是新一代智能家電系統(tǒng)進(jìn)展的主流，而隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，基于嵌入式WEB的網(wǎng)絡(luò)智能家電系統(tǒng)逐步得到了人們的廣泛關(guān)注[2]，其主要原理是：智能家電系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，內(nèi)置嵌入式WEB服務(wù)器，將采集到的家電信息，傳送到內(nèi)置的WEB服務(wù)器。用戶可以直接通過欣賞器查看WEB服務(wù)器上的家電狀態(tài)信息，授權(quán)用戶還可以根據(jù)需求對(duì)家電設(shè)置操縱信息。本文所述的智能家電監(jiān)控系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。

圖1嵌入智能家電監(jiān)控系統(tǒng)

嵌入式WEB服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，有硬件和軟件兩個(gè)片面，細(xì)致布局將在下文分別介紹。

2.嵌入式智能家電監(jiān)控系統(tǒng)的硬件布局

嵌入式智能家電監(jiān)控系統(tǒng)的硬件布局如圖2所示。其主要由CPU芯片、Flash芯片、SDRAM內(nèi)存、EEROM（M24C02）、無線WIFI和帶藍(lán)牙操縱的燈具組成。其中CPU采用意法半導(dǎo)體公司的STM32F103ZET6，STM32系芯片采用列基于專為要求高性能、低本金、低功耗的嵌入式應(yīng)用特意設(shè)計(jì)的ARMCortex-M3內(nèi)核。藍(lán)牙CSR的CSR8811無線芯片，WIFI采用CSR6030無線芯片。

其中藍(lán)牙設(shè)備之間采用藍(lán)牙協(xié)議舉行無線通信；CSR6030與無線AP相連接入以太網(wǎng)，CSR6030與CPU采用CSPI協(xié)議于SDIO接口通信；EERPOM和溫度傳感器使用IIC總線通信，空調(diào)模塊與主嵌入式CPU模塊采用UART通信。其中存儲(chǔ)管理模塊的主要功能分兩片面，第一是將用戶設(shè)置的舉行權(quán)限操縱參數(shù)寫入EEROM，便當(dāng)用戶管理。其次記錄用戶設(shè)置的設(shè)備參數(shù)，便當(dāng)設(shè)備操縱。

圖2嵌入式智能家電監(jiān)控系統(tǒng)的硬件布局

3.嵌入式智能家電監(jiān)控系統(tǒng)的軟件

嵌入式智能家電監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)，分為嵌入式操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件兩大片面。

3.1嵌入式操作系統(tǒng)

嵌入式操作系統(tǒng)是支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，是在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、硬件相關(guān)性、軟件固態(tài)化等方面有著突出特點(diǎn)的專用操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用嵌入式FreeRTOS操作系統(tǒng)。FreeRTOS是一個(gè)迷你操作系統(tǒng)內(nèi)核的小型嵌入式系統(tǒng)。作為一個(gè)輕量級(jí)的操作系統(tǒng)，功能包括：任務(wù)管理、時(shí)間管理、信號(hào)量、消息隊(duì)列、內(nèi)存管理、記錄功能等，可根本得志較小系統(tǒng)的需要[3]。FreeRTOS操作系統(tǒng)是完全免費(fèi)的、具有源碼公開、可移植、可裁減、調(diào)度策略生動(dòng)的操作系統(tǒng)，便當(dāng)?shù)匾浦埠筒眉暨m用于智能家電領(lǐng)域。

3.2智能家電系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

圖3嵌入式WEB服務(wù)器的軟件整體架構(gòu)

嵌入式智能家電監(jiān)控系統(tǒng)的嵌入式WEB服務(wù)器的軟件整體架構(gòu)如圖3所示。其主要由BSP驅(qū)動(dòng)層、HAL硬件接口抽象層、WIFI協(xié)議棧、藍(lán)牙協(xié)議棧、和應(yīng)用程序組成。其中應(yīng)用片面嵌入式WEB是本文的應(yīng)用的重點(diǎn)。藍(lán)牙主要用于傳輸和操縱藍(lán)牙等的狀態(tài)，并與主CPU模塊上的藍(lán)牙通信。應(yīng)用程序片面，實(shí)現(xiàn)主CPU模塊上的WIFI模塊接收到的用戶操縱命令或信息轉(zhuǎn)發(fā)給藍(lán)牙模塊或本地應(yīng)用模塊，同時(shí)調(diào)用WIFI、TCP/IP的接口將藍(lán)牙采集到的數(shù)據(jù)和本地采集的數(shù)據(jù)打包傳輸給客戶端。本文概括實(shí)例微藍(lán)牙采集和操縱燈的狀態(tài)；本地應(yīng)用模塊為空調(diào)參數(shù)采集操縱模塊和溫度傳感器。

3.2.1嵌入式web服務(wù)器的設(shè)計(jì)

嵌入式Web服務(wù)器運(yùn)行的目標(biāo)系統(tǒng)大多是各類專用設(shè)備，內(nèi)存資源和存儲(chǔ)器資源分外有限，它通常作為一種監(jiān)控、管理手段去操縱和配置各種電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化和信息化。

嵌入式Web服務(wù)器的研究和應(yīng)用意義是重大的。它為我們管理、操縱和監(jiān)測(cè)各種各樣設(shè)備供給了一個(gè)很好的途徑。可以應(yīng)用與資源的資源有限的嵌入式系統(tǒng)，為其供給用戶界面，并通過Internet連接到廣域網(wǎng)，使遠(yuǎn)程訪問成為現(xiàn)實(shí)。

嵌入式Web服務(wù)器有httpd、Boa和thttpd等，其中httpd最小，代碼量小，功能簡樸，但不支持CGI[4]；智能家電操縱系統(tǒng)采用開源的CGI源碼，并做相應(yīng)的裁剪。與系統(tǒng)的TCP/IP的接口結(jié)合，實(shí)現(xiàn)HTTPSERVER功能，實(shí)現(xiàn)嵌入式WEB功能，其布局圖5所示。

裁剪的CGI處理程序主要實(shí)現(xiàn)的接口的功能，打包屬于應(yīng)用數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)WEB頁面數(shù)據(jù)，并調(diào)用TCP/IP的接口發(fā)送；對(duì)接收到的http協(xié)議數(shù)據(jù)舉行解析，并調(diào)用對(duì)應(yīng)的模塊接口，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，操縱等功能。

圖4嵌入式WEB服務(wù)器的wifi軟件布局圖

圖5嵌入式WEB服務(wù)器應(yīng)用框圖

3.2.2嵌入式web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)在監(jiān)控端使用欣賞器對(duì)家電舉行遠(yuǎn)程監(jiān)控，欣賞器的運(yùn)行不受平臺(tái)限制，與嵌入式WEB服務(wù)器所運(yùn)行的分開，欣賞遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)不需要特意開發(fā)第三方軟件，可跨平臺(tái)使用。使用本系統(tǒng)在監(jiān)控端web的界面實(shí)例如圖6所示。

圖6監(jiān)控端欣賞視頻界面

4.終止語

本文介紹了一個(gè)基于嵌入式WEB技術(shù)的智能家電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于：服務(wù)器的設(shè)計(jì)基于嵌入式WEB技術(shù)；支持動(dòng)態(tài)IP，可以直接連入以太網(wǎng)，能為智能家電的進(jìn)展供給強(qiáng)有力的技術(shù)支持。相信隨著無聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)的不斷進(jìn)展，基于嵌入式WEB在智能家電系統(tǒng)必將有良好的進(jìn)展前景。

[1]市場(chǎng)細(xì)分化促智能家居行業(yè)成熟[D].