一種基于arm與gprs的家庭智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能家居技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ARM與GPRS的家庭智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活節(jié)奏的不斷加快，人們希望即使在工作或外出時(shí)也能及時(shí)了解家中的情況并控制家中的各種設(shè)備。各種無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使家庭智能系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制成為一種現(xiàn)實(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明結(jié)合ARM9處理器功能強(qiáng)大、GPRS技術(shù)永遠(yuǎn)在線，接入范圍廣，功耗低以及ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于ARM與GPRS的家庭智能控制系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種基于ARM與GPRS的家庭智能控制系統(tǒng)，包括ARM9控制器、FLASH、SDRAM,以太網(wǎng)接口模塊、GPRS接口模塊、USB攝像頭、ZigBee收發(fā)模塊、電源及復(fù)位模塊、觸摸屏顯示模塊和家庭智能控制模塊，所述FLASH、SDRAM,以太網(wǎng)接口模塊、GPRS接口模塊、USB攝像頭、ZigBee收發(fā)模塊、電源及復(fù)位模塊和觸摸屏顯示模塊分別與ARM9控制器相連，所述家庭智能控制模塊通過(guò)ZigBee收發(fā)模塊與ARM9控制器通信。
[0005]優(yōu)選地，所述的家庭智能控制模塊包括家電控制模塊、窗簾控制模塊、燈光控制模塊和安防控制模塊。
[0006]優(yōu)選地，所述的ARM9控制器的型號(hào)為S3C2440。
[0007]優(yōu)選地，所述的ZigBee收發(fā)模塊的型號(hào)為CC2430。
[0008]優(yōu)選地，所述FLASH 采用 64M 的 NAND 型 Flash K29F2808。
[0009]優(yōu)選地，所述SDRAM選用2片HY57V561620 CTP-H構(gòu)成容量為64MB高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
[0010]本發(fā)明提供了一種基于ARM與GPRS的家庭智能控制系統(tǒng)，給出了詳細(xì)的系統(tǒng)架構(gòu)方案，從軟、硬件兩方而闡述了設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)采用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了家庭智能系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制；采用ZigBee技術(shù)組建家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，很好的解決了主控制器與各家庭控制模塊之間的通信問(wèn)題，避免了繁瑣的布線；有很好的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值，是未來(lái)家庭智能系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為ARM控制器與GPRS模塊連接圖；
[0013]圖3為系統(tǒng)主程序流程。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]一種基于ARM與GPRS的家庭智能控制系統(tǒng)，包括ARM9控制器、FLASH、SDRAM、以太網(wǎng)接口模塊、GPRS接口模塊、USB攝像頭、ZigBee收發(fā)模塊、電源及復(fù)位模塊、觸摸屏顯示模塊和家庭智能控制模塊，所述FLASH、SDRAM,以太網(wǎng)接口模塊、GPRS接口模塊、USB攝像頭、ZigBee收發(fā)模塊、電源及復(fù)位模塊和觸摸屏顯示模塊分別與ARM9控制器相連，所述家庭智能控制模塊通過(guò)ZigBee收發(fā)模塊與ARM9控制器通信。
[0016]所述的家庭智能控制模塊包括家電控制模塊、窗簾控制模塊、燈光控制模塊和安防控制模塊。
[0017]所述的ARM9控制器的型號(hào)為S3C2440。
[0018]所述的ZigBee收發(fā)模塊的型號(hào)為CC2430。
[0019]所述FLASH 采用 MM 的 NAND 型 Flash K29F2808o
[0020]所述SDRAM選用2片HY57V561620 CTP-H構(gòu)成容量為64MB高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
[0021]系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì):本系統(tǒng)硬件電路框圖如圖1所示，主要由ARM9控制器，電源及復(fù)位模塊，觸摸屏顯示模塊，USB攝像頭，以太網(wǎng)接口模塊，GPRS模塊，ZigBee收發(fā)模塊，各家庭控制模塊等組成。
[0022]ARM中央控制模塊:ARM中央控制模塊由ARM9控制器、FLASH、SDRAM、電源及復(fù)位模塊、觸摸屏顯示模塊及相關(guān)外圍電路組成。系統(tǒng)選用SAMSUNG的基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC處理器S3C2440作為控制器。S3C2440處理器功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、功耗低，除具有一般嵌入式芯片所具有的總線、SDRAM控制器以外，還具有豐富的擴(kuò)展功能接口，內(nèi)部集成了 TFT/STN LCD和觸摸屏控制器、SD&MMC存儲(chǔ)卡接口和攝像頭接口等大景的功能模塊，便于構(gòu)建外圍電路，視頻處理能力非常強(qiáng)。系統(tǒng)采用64M的NAND型Flash K29F2808來(lái)存放系統(tǒng)啟動(dòng)代碼、內(nèi)核代碼及根文件系統(tǒng)；SDRAM選用2片HY57V561620 CTP-H構(gòu)成容量為64MB高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
[0023]ZigBee收發(fā)模塊:為了滿足家庭智能系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、方便的要求，系統(tǒng)采用ZigBee無(wú)線通信技術(shù)組建家庭網(wǎng)絡(luò)。ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)。ZigBee收發(fā)模塊采用支持IEEE802.15.41辦議，技術(shù)成熟的CC2430芯片。經(jīng)測(cè)試，室內(nèi)有效傳輸距離為30?40m，完全能夠覆蓋普通家庭環(huán)境。下而從抗干擾及功耗兩方而闡述木設(shè)計(jì)的可行性。
[0024]Zigbee抗干擾性能分析:ZigBee技術(shù)的抗干擾特性主要是指抗同頻干擾。IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中提供了很多抗干擾機(jī)制，比如:空閑信道評(píng)估，動(dòng)態(tài)信道選擇，信道算法等。實(shí)驗(yàn)證明，正確選擇信道，增大頻偏，ZigBee與W1-Fi可以近距離(小于2m)共存；藍(lán)牙采用調(diào)頻技術(shù)，對(duì)ZigBee的干擾很小，兩者能很好的共存iWirelessUSB可以根據(jù)干擾環(huán)境自動(dòng)變換信道，因此完全可以同ZigBee共存；此外，為了減小無(wú)繩電話(2.4GHz)對(duì)ZigBee的干擾，設(shè)計(jì)中ZigBee設(shè)備放置在離客廳中心較遠(yuǎn)的地方，使干擾源盡景遠(yuǎn)離ZigBee網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)測(cè)試可行；當(dāng)微波爐與ZigBee設(shè)備距離大于lm時(shí)，干擾則可以忽略不計(jì)。因此ZigBee在2.4GHz頻段能可靠地與Wi_F1、藍(lán)牙、WirelessUSB以及家用無(wú)繩電話和微波爐共存。
[0025]Zigbee功耗分析:ZigBee模塊支持多種工作模式，包括運(yùn)行(發(fā)送與接收)、空閑和休眠等。通過(guò)監(jiān)測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的正常工作，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)大部分時(shí)間處于空閑狀態(tài)。而空閑模式的功率消耗與運(yùn)行模式大體相同，收發(fā)模塊長(zhǎng)期處于空閑模式會(huì)消耗大量能量。因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)應(yīng)使其處于休眠狀態(tài)。當(dāng)需要節(jié)點(diǎn)工作時(shí)，通過(guò)外部中斷或定時(shí)中斷將其喚醒，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)月后，電池電壓變化輕微，實(shí)際應(yīng)用中兩節(jié)普通5號(hào)干電池使用壽命超過(guò)一年。
[0026]GPRS 接口模塊:GPRS (General Packet Rad1 Service)，即通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)，是一種以GSM為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。GPRS采用分組交換技術(shù)，支持資源共享，頻帶利用率高，數(shù)據(jù)傳輸率高。GPRS最高傳輸率可達(dá)171.2kbit/s，支持X.25協(xié)議和IP協(xié)議；用戶永遠(yuǎn)在線且按流量、時(shí)間計(jì)費(fèi)，通信成本低。因此，將GPRS技術(shù)應(yīng)用于家庭智能控制系統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是最佳選擇。
[0027]GPRS接口模塊主要功能是通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)ARM控制器與戶主手機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。經(jīng)過(guò)性能與成本的綜合考慮，系統(tǒng)選用西門子公司的MC55GPRS模塊。