一種基于arm的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)由管理中心計(jì)算機(jī)、10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)、移動(dòng)通訊設(shè)備及室內(nèi)安防智能節(jié)點(diǎn)組成；該系統(tǒng)的核心是采用了32位ARM微處理器的家庭智能終端，通過小區(qū)內(nèi)部寬帶網(wǎng)或者局域網(wǎng)與管理中心計(jì)算機(jī)相連，通過ajb總線方式與戶內(nèi)各智能節(jié)點(diǎn)相連，戶內(nèi)智能節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)控制。本發(fā)明通過將當(dāng)前比較先進(jìn)的ARM技術(shù)運(yùn)用到家庭智能終端系統(tǒng)的開發(fā)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)既適合當(dāng)前家庭需要又符合今后發(fā)展方向的家庭智能終端體系結(jié)構(gòu)，較好地解決了絕大多數(shù)智能家居系統(tǒng)所普遍存在的實(shí)時(shí)性差、安全性低等問題。
【專利說明】一種基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字家庭【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住環(huán)境的安全性、舒適性和便捷性的要求越來越高，家庭網(wǎng)絡(luò)化、智能化成為當(dāng)前家居發(fā)展的方向。這就要求相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備不僅能夠滿足居民對(duì)家中各種電器的智能控制，而且要滿足居民外出時(shí)對(duì)家中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)了解。另外，隨著數(shù)字化家庭的普及，實(shí)現(xiàn)數(shù)字家庭的遠(yuǎn)程控制已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。
[0003]家庭智能化系統(tǒng)是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的名種子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。它可以幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，也可以管理各種能源支出，節(jié)約資金。家庭智能化系統(tǒng)的核心是家庭智能終端.通過家庭智能終端，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息采集、信息輸入、邏輯處理、信息輸出、自動(dòng)控制等功能。
[0004]家庭智能化系統(tǒng)的外部通信總線在早期主要是通過電話網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)的。由于電話網(wǎng)的帶寬限制和較高的使用費(fèi)用，使得家庭智能化系統(tǒng)不能被普遍和有效使用。隨著因特網(wǎng)被廣泛的使用，通過因特網(wǎng)對(duì)家庭的電器設(shè)備和安防設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制成為家庭智能化開發(fā)的熱點(diǎn)。因此，利用以太網(wǎng)作為家庭智能終端系統(tǒng)的主要外部通信總線是適合技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求的。
[0005]家庭智能終端裝置是指將家庭內(nèi)部所有的設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)終端連接成一體，以實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、舒適、方便等指標(biāo)綜合平衡的家庭系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)、通信及控制等相關(guān)技術(shù)與傳統(tǒng)家庭系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著全球信息化時(shí)代的到來，以往的家庭已不再滿足于高質(zhì)量的電器設(shè)備，而是逐步融入到信息社會(huì)中來。家庭智能控制網(wǎng)絡(luò)已成為信息【技術(shù)領(lǐng)域】中一個(gè)跨世紀(jì)的研究熱點(diǎn)。家庭智能控制網(wǎng)絡(luò)的普及將大大提高人們的生活水平和質(zhì)量。
[0006]國(guó)內(nèi)廠家在家庭智能終端外部通信方面多數(shù)采用電話線作為外部網(wǎng)絡(luò)，另外有一些廠家開發(fā)了基于8位單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)智能終端，比如8位MCU+TCPIP協(xié)議芯片、8位MCU+EMIT協(xié)議+emGateway、8位MCU+WcbChip+PC網(wǎng)關(guān)等方案。由于有線網(wǎng)絡(luò)具有穩(wěn)定的通信和成熟的技術(shù)，大多數(shù)的智能終端系統(tǒng)采用有線布線的方式連接家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是通過低壓電力線把家庭中各種用電設(shè)備、計(jì)量裝置、安防設(shè)備等連接起來，構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)整體，統(tǒng)一由智能終端管理；外部網(wǎng)絡(luò)是INTERNET把管理中心主機(jī)、智能終端等連在一起，使人們能夠?qū)彝ハ到y(tǒng)進(jìn)行集中的監(jiān)視、控制。
[0007]由于電話網(wǎng)絡(luò)的帶寬限制，以及較高的使用成本，使得家庭智能終端使用受到限制。8位單片機(jī)工作頻率和存儲(chǔ)量的限制，無法移植操作系統(tǒng)和較完整的IP協(xié)議，難以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和大數(shù)據(jù)量可靠通信。無PC設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制和信息獲取是很多家庭智能終端系統(tǒng)所不具備的，但實(shí)現(xiàn)異地的監(jiān)視控制又是數(shù)字化家庭的內(nèi)在要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]隨著網(wǎng)絡(luò)、通信和微處理器芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，居民對(duì)家庭生活的自動(dòng)化程度提出了越來越高的要求.不僅要求能在家中對(duì)各種用電設(shè)備、安防設(shè)施進(jìn)行智能控制，而且要求外出時(shí)也能對(duì)家里的情況了如指掌，控制方便，同時(shí)伴隨著數(shù)字化家庭的普及，實(shí)現(xiàn)智能家居的遠(yuǎn)程控制已經(jīng)成為數(shù)字家庭普及和推廣的關(guān)鍵。本發(fā)明利用目前比較成熟的ARM9TDMI芯片構(gòu)建一個(gè)實(shí)用的家庭智能平臺(tái)。在此平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制、家庭內(nèi)外信息交換以及合理的管理家庭電子設(shè)備的功能。通過利用GPRS/GSM無線技術(shù)和低壓電力線載波技術(shù)，該數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)可以很好的解決遠(yuǎn)程控制和信息交換等功能。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由管理中心計(jì)算機(jī)、10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)、移動(dòng)通訊設(shè)備及室內(nèi)安防智能節(jié)點(diǎn)組成；該系統(tǒng)的核心是采用了 32位ARM微處理器的家庭智能終端，通過小區(qū)內(nèi)部寬帶網(wǎng)或者局域網(wǎng)與管理中心計(jì)算機(jī)相連，通過ajb總線方式與戶內(nèi)各智能節(jié)點(diǎn)相連,戶內(nèi)智能節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)控制。
[0010]所述智能節(jié)點(diǎn)可理解為家庭內(nèi)各終端設(shè)備接入家居智能系統(tǒng)的一個(gè)連接模塊，所述終端設(shè)備為探頭、或者家電、或者三表。
[0011]所述32位ARM微處理器采用FBGA封裝，采用0.18um制造工藝的32位微控制器。
[0012]所述處理器擁有:獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU,支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3路UART，4路DMA，4路帶PWM的Timer，I/O 口，RTC，8路10位 ADC，Touch Screen 接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2 個(gè) USB 主機(jī)，I 個(gè) USB 設(shè)備，SD主機(jī)和MMC接口，2路SPI。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果，本文將當(dāng)前比較先進(jìn)的ARM技術(shù)運(yùn)用到家庭智能終端系統(tǒng)的開發(fā)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)既適合當(dāng)前家庭需要又符合今后發(fā)展方向的家庭智能終端體系結(jié)構(gòu)，較好地解決了絕大多數(shù)智能家居系統(tǒng)所普遍存在的實(shí)時(shí)性差、安全性低等問題。此外，通過使用GPRS/GSM技術(shù)，可以用智能終端完成GPRS和管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖像的傳輸，同時(shí)用戶也可以通過手機(jī)和智能終端通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢和設(shè)備的實(shí)時(shí)控制，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)另一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]隨著網(wǎng)絡(luò)、通信和微處理器芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，居民對(duì)家庭生活的自動(dòng)化程度提出了越來越高的要求.不僅要求能在家中對(duì)各種用電設(shè)備、安防設(shè)施進(jìn)行智能控制，而且要求外出時(shí)也能對(duì)家里的情況了如指掌，控制方便，同時(shí)伴隨著數(shù)字化家庭的普及，實(shí)現(xiàn)智能家居的遠(yuǎn)程控制已經(jīng)成為數(shù)字家庭普及和推廣的關(guān)鍵。本發(fā)明利用目前比較成熟的ARM9TDMI芯片構(gòu)建一個(gè)實(shí)用的家庭智能平臺(tái)。在此平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制、家庭內(nèi)外信息交換以及合理的管理家庭電子設(shè)備的功能。通過利用GPRS/GSM無線技術(shù)和低壓電力線載波技術(shù)，該數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)可以很好的解決遠(yuǎn)程控制和信息交換等功能。
[0019]該系統(tǒng)主要由管理中心計(jì)算機(jī)、10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)、移動(dòng)通訊設(shè)備及室內(nèi)安防智能節(jié)點(diǎn)組成。系統(tǒng)的核心是采用了 32位ARM微處理器的家庭智能終端，它通過小區(qū)內(nèi)部寬帶網(wǎng)(局域網(wǎng))與管理中心計(jì)算機(jī)相連，通過ajb總線方式與戶內(nèi)各智能節(jié)點(diǎn)相連，戶內(nèi)智能節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)控制。此處的智能節(jié)點(diǎn)可理解為家庭內(nèi)各終端設(shè)備(各種探頭、家電、三表)接入家居智能系統(tǒng)的一個(gè)連接模塊。該系統(tǒng)如圖1所示。
[0020]室內(nèi)分機(jī)采用了功能強(qiáng)大的32位微處理器構(gòu)建家居智能終端信息平臺(tái)，這不但能實(shí)現(xiàn)信息接收、家電控制，還可以實(shí)現(xiàn)多表抄集。與此同時(shí)，室內(nèi)分機(jī)具備了可視化中文操作菜單。由于室內(nèi)分機(jī)與各智能節(jié)點(diǎn)采用了令牌環(huán)方式的總線協(xié)議，因此除了能及時(shí)響應(yīng)各防區(qū)報(bào)警信號(hào)外，室內(nèi)分機(jī)還具備了防剪線功能。保安員可以通過管理中心PC機(jī)可向小區(qū)內(nèi)任何一家在線分機(jī)發(fā)送公共信息、用戶信息、緊急信息等3類信息，為小區(qū)的社區(qū)服務(wù)提供極大的方便。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了集中式管理。通過以太網(wǎng)和GPRS/GSM無線技術(shù)可進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控、監(jiān)視及控制家庭設(shè)備，甚至可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)用戶分機(jī)在線升級(jí)。
[0021]智能終端是整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信控制樞紐，一方面通過電力線收集各控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并進(jìn)行處理存儲(chǔ)，另一方面和管理中心主機(jī)和用戶手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，執(zhí)行管理中心主機(jī)和用戶的命令。
[0022]本系統(tǒng)所使用的S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用FBGA封裝，采用0.18um制造工藝的32位微控制器。該處理器擁有:獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU,支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3路UART，4 路 DMA，4 路帶 PWM 的 Timer，I/O 口，RTC, 8 路 10 位 ADC，Touch Screen 接 口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2 個(gè) USB 主機(jī)，I 個(gè) USB 設(shè)備，SD 主機(jī)和 MMC 接口，2 路 SPI。S3C2410 處理器最高可運(yùn)行在203MHz。
[0023]在通信模塊，本系統(tǒng)采用GPRS/GSM作為發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)和用戶通訊的中介，通過數(shù)據(jù)交換來執(zhí)行操控計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令。在下行子系統(tǒng)選擇電力線作為通信媒介，使用電力線載波芯片，高度集成電力線網(wǎng)絡(luò)接口控制芯片，使用了很多先進(jìn)的通信技術(shù):能自動(dòng)檢測(cè)電網(wǎng)信道情況，能根據(jù)不同的載波通道環(huán)境，改變通信速率、實(shí)現(xiàn)了多頻點(diǎn)傳輸。該智能終端系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
[0024]該智能終端主要實(shí)現(xiàn)以下功能:[0025](I)實(shí)現(xiàn)管理中心PC和用戶之間的通信。智能終端能夠根據(jù)管理中心服務(wù)器或移動(dòng)通信設(shè)備發(fā)來的指令來設(shè)置相應(yīng)的狀態(tài)以完成讀取，寫入，存儲(chǔ)等操作。
[0026](2)通過預(yù)設(shè)參數(shù)，能夠定期完成水表、電表和氣表的數(shù)據(jù)抄送工作，并能根據(jù)操控計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令完成數(shù)據(jù)的讀取、存儲(chǔ)以及發(fā)送。
[0027](3)能夠?qū)Πl(fā)送的險(xiǎn)情完成自動(dòng)報(bào)警功能，并能夠通過啟動(dòng)監(jiān)控裝置完成對(duì)險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)的抓拍和監(jiān)控功能，并將報(bào)警信息及時(shí)的傳送給管理中心和用戶。
[0028](4)用戶在出門的時(shí)候關(guān)閉房門之后，按下門禁設(shè)備的布防按鈕，可以對(duì)房間內(nèi)的各防區(qū)進(jìn)行布防。用戶在回家時(shí)，可以通過門禁實(shí)現(xiàn)密碼或刷卡開門，當(dāng)校驗(yàn)通過后房門打開，同時(shí)智能終端自動(dòng)取消布防。
[0029]本發(fā)明具有如下有益效果，本文將當(dāng)前比較先進(jìn)的ARM技術(shù)運(yùn)用到家庭智能終端系統(tǒng)的開發(fā)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)既適合當(dāng)前家庭需要又符合今后發(fā)展方向的家庭智能終端體系結(jié)構(gòu)，較好地解決了絕大多數(shù)智能家居系統(tǒng)所普遍存在的實(shí)時(shí)性差、安全性低等問題。此外，通過使用GPRS/GSM技術(shù)，可以用智能終端完成GPRS和管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖像的傳輸，同時(shí)用戶也可以通過手機(jī)和智能終端通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢和設(shè)備的實(shí)時(shí)控制，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
[0030]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括:只讀存儲(chǔ)器(ROM, Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM, Random AccessMemory)、磁盤或光盤等。
[0031]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由管理中心計(jì)算機(jī)、10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)、移動(dòng)通訊設(shè)備及室內(nèi)安防智能節(jié)點(diǎn)組成；該系統(tǒng)的核心是采用了 32位ARM微處理器的家庭智能終端，通過小區(qū)內(nèi)部寬帶網(wǎng)或者局域網(wǎng)與管理中心計(jì)算機(jī)相連，通過ajb總線方式與戶內(nèi)各智能節(jié)點(diǎn)相連,戶內(nèi)智能節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)控制。
2.如權(quán)利要求1所述的基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述智能節(jié)點(diǎn)可理解為家庭內(nèi)各終端設(shè)備接入家居智能系統(tǒng)的一個(gè)連接模塊，所述終端設(shè)備為探頭、或者家電、或者三表。
3.如權(quán)利要求2所述的基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述32位ARM微處理器采用FBGA封裝，采用0.18um制造工藝的32位微控制器。
4.如權(quán)利要求3所述的基于ARM的數(shù)字家庭智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器擁有:獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU,支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3 路 UART，4 路 DMA，4 路帶 PWM 的 Timer，I/O 口，RTC，8 路 10 位 ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS接口，IIS-BUS接口，2個(gè)USB主機(jī)，I個(gè)USB設(shè)備，SD主機(jī)和MMC接口，2路SPI。
【文檔編號(hào)】H04L12/28GK103997446SQ201410209986
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】周凡, 陳湘萍, 林格, 趙寶全 申請(qǐng)人:廣州中大數(shù)字家庭工程技術(shù)研究中心有限公司, 中山大學(xué)