基於ARM的智慧家居設計論文
本系統採用嵌入式MCU(S3C2440)作為主控器件，使用者使用Web 瀏覽器， 透過乙太網遠端訪問內建Web 伺服器的監控攝像機， 不但可以實現對現場的遠端影片監控， 而且可以向監控現場傳送指令. 在整個系統的實現過程中， 嵌入式Web 伺服器起著十分重要的作用， 當家庭智慧閘道器將家庭中各種各樣的家電透過家庭匯流排技術連線在一起時，就構成了功能強大、高度智慧科技化的現代智慧家居系統。
1 課題背景
由於通訊技術、計算機技術、網路技術、控制技術的迅猛發展與提高，促使了家庭實現了生活現代化，居住環境舒適化、安全化。這些高科技已經影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習慣，提高了人們生活質量，家居智慧化也正是在這種形勢下應運而生的。智慧家居控制系統的主要功能包括通訊、裝置自動控制、安全防範三個方面。
2 系統總體方案
總體方案的設計主要是根據被控物件的任務及工藝要求而確定的。設計方法大致如下：根據系統的要求，首先確定出系統型別。選擇檢測元件，在確定總體方案時，必須首先選擇好被測引數的測量元件，它是影響控制系統精度的重要因素之一。選擇執行機構，執行機構是微控制系統的重要組成部件之一。
本系統特點是體積小，成本低，功能強，功耗低，是微機應用產品化的最佳幾種之一，它已廣泛地應用在產品智慧化和工業自動化上。而把微控制器面向工控領域物件，嵌入到工控應用系統中，實現嵌入式應用的計算機稱之為嵌入式計算機系統，簡稱嵌入式系統。
3 硬體電路設計
S3C2440A是韓國三星公司推出的16/32位RISC微控制器，其CPU採用的是ARM920T核心。
特點：具有PLL時鐘發生器，主頻最高可達533M。核心1.2V供電最高400M，1.3V供電最高533M。儲存器支援1.8V、 2.5V、3.0V、3.3V。I/O均支援3.3V供電。s3c2440為單機器週期執行指令集。具有電源管理功能，可以使系統以普通方式、慢速方式、空閒方式和掉電方式工作，降低產品功耗。
GPRS模組介紹，GPRS模組採用SIM300通訊晶片(如圖 3.3)，利用無線行動網路實現語音傳輸和點對點資料傳輸。同時，模組內具備TCP/IP協議棧，可以直接利用它實現無線上網。模組使用標準的UART序列通訊介面(如圖3.4)與主晶片進行通訊，可以與任何帶有通用UART序列通訊介面的控制器進行連線。
GPRS模組使用標準串列埠與主控制器進行通訊。模組帶有一個10針的介面，該介面可以直接和MCU相連線。或者使用者可以透過模組上的RS232介面和PC機直接相連線使用。
GPRS模組需透過J4的電源開關訊號(PWRKEY)輸入引腳向GPRS模組輸入，上電時序GPRS才能被啟動，啟動後GPRS的訊號指示燈會閃爍。也可以手動按下GPRS模組上的ON/OFF按鍵，大約2秒之後鬆開，GPRS模組亦可以被啟動。
GPRS模組啟動之後，即可透過UART介面傳送AT指令來控制語音或資料收發。
電源電路設計，由於本控制系統單元電路較多對且對5V 電源的要求比較高，其中TC35 模組的突發耗電電流峰值可達2.5A，故外加的穩壓器件必須達到足以提供TC35 和其他電路額定電流的條件。在本系統中，採用了晶片s3c2440 完成從12V 到5V 的轉換，必須特別注意的是， s3c2440晶片完成開關電源轉換需要大功率的電感(100uH)和電容，以提高儲能的能力，達到單元電路的耗電需求。s3c2440為5.0V3A 開關電源穩壓器。
4 軟體linux作業系統介紹
Linux是 Unix 的`一種，它控制整個系統基本服務的核心程式 (kernel) 是由 Linus 帶頭開發出來的，“Linux”這個名稱便是以“Linus's unix”來命名，Linus 選擇用“大眾公有版權” (GPL)的方式來發行這份程式，這個版權允許任何人以任何形式複製與散佈 Linux 的原始程式，換句話說，Linux 實際上是“免費的”，使用者在網路上就可以抓到 Linux 的原始程式程式碼，隨心所欲的複製與更改 Linux 的原始程式，在因特網的日漸盛行以及 Linux 開放自由的版權之下，吸引了無數計算機高手投入開發、改善 Linux 的核心程式，使得 Linux 的功能日見強大，所以今日我們可以在網路上免費下載 Linux 使用，或者花很少的一點費用就可以取得 Linux 光碟，這都是因為 Linux 是 GPL 版權的緣故。
Boa伺服器和普通Web 伺服器一樣， 能夠完成接收客戶端請求、分析請求、響應請求、向客戶端返回請求結果等任務。
Boa伺服器根據請求方法的不同， 做出不同的響應. 如果請求方法為HEAD， 則直接向瀏覽器返回響應首部; 如果請求方法為GET， 則在返回響應首部的同時， 將客戶端請求的URL 目標檔案從伺服器上讀出， 並且傳送給客戶端瀏覽器; 如果請求方法為POST， 則將客戶傳送過來的表單資訊傳送給相應的CGI 程式， 作為CGI 的引數來執行CGI 程式， 並將執行結果傳送給客戶端瀏覽器。 Boa 的功能實現也是透過建立連線、繫結埠、進行偵聽、請求處理等來實現的。
CGI是： “公共閘道器介面”(Common Gateway Interface)的簡稱，是HTTP伺服器與其它程式進行“交談”的一種工具，其程式須執行在網路伺服器上。
CGI是一段程式，它執行在Server上，提供同客戶端 Html頁面的介面。
CGI的功能：
(1)通常情況下CGI程式被用來解釋處理來自表單的輸入資訊，在伺服器產生相應的處理，並將相應的資訊反饋給瀏覽器。
(2)CGI程式使網頁具有互動功能。
CGI處理步驟：
透過Internet把使用者請求送到伺服器。伺服器接收使用者請求並交給CGI程式處理。CGI程式把處理結果傳送給伺服器。伺服器把結果送回到使用者。
CGI可以用任何一種語言編寫，只要這種語言具有標準輸入、輸出和環境變數。
5 結論
本控制詳細地闡述了遠端控制原理、短訊息傳送的實現方法、以及相關電路的設計原理，設計中充分利用了系統的硬體和軟體資源，實現了各個模組的協調控制，提高了系統的可靠性和通用性。經過設計方案論證，設計了相應的硬體電路和系統軟體，進行了單機除錯和與PC 機聯機除錯，結果表明，所設計的電路和軟體能完成基本的測試功能。
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