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基于EasyARM615的家居智能环境控制系统 第2页

更新时间:2014-6-28:  来源:毕业论文

基于EasyARM615的家居智能环境控制系统 第2页
1 综述
1.1选题背景
1.1.1“ZLG杯”ARM嵌入式系统电子设计竞赛介绍
“ZLG杯”中国大学生ARM嵌入式系统电子设计竞赛是面向普通高等院校学生的科技活动,目的在于推动嵌入式技术在中国的发展,促进“回归工程”教育理念的落实。有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件;有助于提高大学生的就业竞争力,为嵌入式行业培养专门人才。
1.1.2开发背景
世界上第一幢智能建筑于1984年在美国康涅迪格州出现,在美国、澳洲、加拿大、欧洲及新加坡等东南亚国家,已有成千上成的家庭采用了家庭智能化系统。智能家居在中国经历了近十年的发展,随着人们对生活品质的不断追求以及家居智能化、信息化技术的不断发展,已经有越来越多的中国家庭开始采用家庭智能化系统而成为“数字家庭”。
所谓“数字家庭”是指将各种家庭通信产品、计算机产品、消费类电子产品(3C),按照各类家庭数字化需求,形成家庭网络,通过与社会全方位的信息交互,组成家庭信息、娱乐、控制服务和信息功能系统,使家居生活更加舒适、安全、智能化,开创一种全新的随心所欲的智能家居生活。
与普通家居相比,智能家居使人们的生活不再局限于静态的几何空间里,它构建了一个安全、舒适、聪慧、自由、时尚的住宅空间,家居的空间也可以是动感的、高科技的:在家里,只需一个按钮或一个遥控器就可以控制所有的电器,窗帘会在设定的时间里开启或者关闭,坐在沙发上可以自由的调控家中的灯光氛围,完美生活家庭信息化系统都将会呈现最舒适的生活空间。
完美生活立足人们的基本需求点,以嵌入式为中心体现人性化家居,着眼于普通家庭的生活需求,开发出与生活息息相关的家庭信息化嵌入式产品:电器控制系统、光强检测系统、窗磁报警系统、温度检测系统,门磁控控制系统等等。通过Zigbee轻松遥控家里的所有电器,调节灯光,控制电动窗帘。无线通讯系统、防丢防盗系统,随时随地都可以在远距离或电脑上操作家中的一切家具设备。如果出现门窗被撬的情况,智能检测系统立即响起报警……完美生活家庭信息化系统令我们的生活品质不断提高。
本课题正是为了满足人们对生活环境的智能化检测控制而设计的,为用户提供一个安全、舒适、便捷、节能、高效的生活环境,并结合信息产业的发展特点,充分考虑了智能化系统的可扩展性和可文护性。

1.2开发意义
随着科学技术的发展和人们物质生活水平的不断提高,人们对生活的安全、舒适、便捷等各方面的要求也越来越高。智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统将各种家用设施通过嵌入式技术进行智能控制,不仅提供舒适安全、高品位且宜人的生活空间,还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,使得人们一度幻想的生活成为现实,优化人们的生活方式,甚至为各种能源支出节约资金。
本项目正是为了满足人们对生活环境的智能化检测控制而设计的,为用户提供一个安全、舒适、便捷、节能、高效的生活环境,并结合信息产业的发展特点,充分考虑了智能化系统的可扩展性和可文护性。
1.3对本项目的兴趣
试想一下回到家中,随着门锁被开启,灯缓缓点亮,空调、新风系统自动启动,最喜欢的音乐轻轻奏起。在家中,只需一个遥控器就能控制家中所有的电器。每天晚上,所有的窗帘都会定时自动关闭,入睡前,床头边的面板上,触动“晚安”模式,就可以控制室内所有需要关闭的灯光和电器设备,同时安防系统自动开启处于警戒状态。在外出之前只要按一个键就可以关闭家中所有的灯和电器……
在炎热的夏天,在外可以通过电脑打开空调,回到家里便能享受清凉;在寒冷的冬季,则可以享受到融融的温暖。回家前启动电饭煲,一到家就可以吃上香喷喷的米饭。如果不方便使用电脑,打个电话回家一样可以控制家电。
  自动化的家居不再是一幢被动的建筑,相反,成了帮助主人尽量利用时间的工具,使家庭更为舒适、安全、高效和节能。如果能把智能家居控制系统做出来,不但能为生活提供便利,更能为生活增添色彩。
2 系统设计 
2.1可行性分析
一、技术可行性
智能家居环境控制系统可以定义为一个过程或者一个系统,利用先进的计算机技术和嵌入式技术,将与家居生活有关的各种子系统,有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比,智能家居环境控制系统提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。要将各成体系,互不相连的子系统协调起来,就必须有一个兼容性强的中央家居处理平台,接受并处理控制设施发出的信息,然后传送信号给你希望控制的家电或者其他家居子系统。可以将中央处理平台形象地理解为一个交通警察,它的职能就是引导和规划家居子系统中的各种信号,有了它,你可以通过键盘、触摸屏、电话,或者手持无线遥控设备来和家居子系统进行快速的沟通。中央家居处理平台还必须具有良好的扩展性能,以满足用户在是使用过程中不断增长的需求点。目前已经出现的主流中央家居处理平台分为两类,其中有一类平台是机顶盒。例如在韩国一家著名企业推出的集成智能家居系统中,彩电与机顶盒组合,这种互联网TV能够与家庭安全防范系统、家庭自动化系统,以及互联网结成一体,实现家电控制、娱乐、交流和信息分享等方面的智能化。最新的潮流则是直接利用中控平台去控制各种家电设备。
本系统智能家居环境控制系统在硬件上需要一个温度检测模块,一个窗磁报警模块,一个电机模块,一个光强检测模块,一个Zigbee通讯模块、一个烟雾报警模块、一个门磁控制模块和一个继电器。把每个功能模块通过EasyARM615连接起来,并且通过EasyARM615和PC超级终端控制各个模块,实现各种功能。通过多次的失败以及实验,知道
每个模块是由EasyARM615的哪些GPIO端口去控制,且通过Zigbee通讯模块用PC的超级终端实现无线控制。根据以上分析可以判定硬件部分是可行的。
周立功公司提供了IAR Embedded Workbench for ARM软件开发工具和LM LINK仿真器,这样就解决了软件的调试,程序下载问题。在软件上,最大的难度是对寄存器和外围模块的配置与初始化,因为周立功公司为提供了一套实验教程,里面详细的介绍如何初始化寄存器和外围模块等等,这样大大提高了工作效率。
从软硬件两方面的分析可以看出,本系统的开发技术成熟,从成本、环境与社会预期效益等多种角度考虑,都是可行的。

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