基于S3C2410的智能家居数据采集系统设计

，在嵌入式系统中得到了广泛的应用。该处理器内部集成了ARM公司ARM920T处理器核的32位微控制器，资源丰富，带独立的16 KB的指令CACHE和16 KB数据CACHE，LCD控制器、RAM控制器、NAND闪存控制器、三路UART、四路DMA、四路带PWM的Timer、并行I／O口、八路10位ADC、TouchScreen接口、I2C接口、I2S接口、两个USB接口控制器、两路SPI，主频最高可达203 MHz。在处理器丰富资源的基础上，还进行了相关的配置和扩展，平台配置了16 MB 16位的FLASH和64 MB 32位的SDRAM。通过以太网控制器芯片DM9161扩展了一个网口，另外引出了一个HOST USB接口。硬件平台如图3所示。主要包括数据采集、数据显示、数据存储以及数据传输（网络控制）。这里主要介绍数据显示和数据传输的实现。

　　2．1．1 显示接口的实现

　　在该显示系统的硬件电路中，S3C2410与LCD模块的连接是关键。S3C2410内部自带一个LCD驱动控制器（STN&TFT），可以支持规格为每像素2位（4级灰度）或每像素4位（16级灰度）的黑白LCD。也可以支持每像素8位（256级颜色）的彩色LCD屏。通过编程可以支持不同LCD屏的要求。本系统除了显示用户水、电、媒气的用量．还要显示时间和室内摄像的图像。因此，选用夏普公司生产的图形点阵256色STN液晶模块LM057QCl-T0l，它的分辨率为320×240，由于它具有接口简单、工作稳定和便于操作等特点，在嵌入式系统有比较广泛的应用。LM057QClT01要求其电源电压VDD为5 V，并且LCD数据和控制信号的高电平输入电压V1H在3．8～5．25 V范围内，低电平输入电压价则在O～1．5 V范围内，故可以直接与S3C44BOX0相连，而液晶显示所需的偏转电压（27 V）可由外电路接入到VEE（第7管脚），其电路图如图4所示。

　　2．1．2 网络通信接口的实现

　　对于以太网接口，S3C24lO内嵌了两个以太网控制器，在全双工模式下支持IEEE 802．3．MAC控制层协议，但未提供物理层接口，需外接一片物理层芯片以提供以太网的接人通道。本系统中选用DM9161作为物理层芯片，由于信号定义很明确，连接比较简单。信号的发送和接收应通过网络隔离变压器和网络水晶接头RJ45接口接入以太网。DM9161是高集成度、低功耗的100Base-TX和10Base-T物理层收发芯片，只需要连接很少外围元件就可以实现以太网数据的物理层收发，提供完全IEEE 802．3u中定义的100Base-TX所有的物理层功能。使用非屏蔽双绞线（UTP5／UTP3）作为传输媒质，为MAC层设备提供MII。MII是IEEE 802．3u标准（Clause22）中定义的接口规范。其目的是提供一个简单的、易于实现的MAC子层和物理层的接口。MII接口使得不同的传输媒质和物理层接口模块可以通过统一的接口与MAC子层进行数据交互。

　　2．2 系统软件

　　系统操作系统采用Linux操作系统，Linux内核是一种源码开放的操作系统，采用模块化的设计。在此只保留了必需的功能模块，删除了冗余的功能模块，并对内核重新编译，从而使系统运行所需的硬件资源显著减少。最重要的一点是，Linux自诞生之日起就与网络密不可分。Linux系统内核集成了大量的网络应用程序，支持全部的标准因特网协议和几乎所有的联网技术，这使Linux很适合基于网络的应用开发，用户编写的程序代码可以直接建立在这些网络应用程序的基础之上，从而大大缩短开发周期。因此将其应用于智能家居控制器的设计，具有代码量小、运行消耗系统资源少、可靠性高、开发周期短等优点，适应智能家庭数据采集控制器对于操作系统的要求。

　　2．3 应用软件

　　应用软件主要有协议软件、数据采集模块、通信处理模块、用户接口管理等。这里主要介绍数据显示模块和通信处理模块的实现。

　　2．3．1 数据显示

　　LCD的显示包括LCD初始化、LCD显示和LCD清屏三个模块。采用S3C2410的PORTC和PPORTD作为LCD驱动接口，因此需设置它们的工作在第3功能状态，设置I／O口控制寄存器的语句如下：

　　部分显示程序如下：

　　2．3．2 通信软件模块

　　本系统采用TCP／IP协议，信过程采用客户-服务器模式，其具体流程图如图6所示。

　　3 结语

　　本文提出一种基于S3C22410处理器的智能家居数据采集系统的设计。系统包括数据采集、数据显示、数据存储以及数据传输（网络控制）四部分。实现水、电、气三表一体的智能管理，利用TCP／IP协议实现数据传输，实现对家居环境状态进行有效监控，既有效地节约了小区务业管理的人力资源，又有效地降低了事故的发生率，保证居住方便、安全、舒适，很适合智能家居的应用与推广。