智能家居精华设计方案参考集锦（一）

结束编码bite［7］。每个编码1个字节，发送数据范围在0~255之间，不同家庭内部的起始编码都是惟一的，防止相互信号的干扰，每个接收终端在接收到数据后，都进行地址码判断是否为自己接收的数据包，是则接收，否则不接收，接收到数据包后，对数据要执行的功能进行校验，校验正确，则进行解码，并且在解码成功后通过ZigBee的无线网络发出一个确认接受码，中心控制器在接收到确认接收码后停止再次发生控制指令，否则间隔100ms再次发生相同指令，确保整个ZigBee的无线网络数据通信的准确性和完整性。每个智能终端在正确接收到中心控制器的控制信号后，必须根据信号完成相应家庭内部的控制工作，所以家电设备的控制信号都是由统一的红外编码完成的，不同家电的红外编码各不相同，必须进行红外编码的解码和重新的编码，解码工作利用400MHz的具有存储功能的高精度示波器采集完成，编码采用AT89C51芯片的两个定时器交互中断进行，中断程序控制相应的I/O口产生对应的脉冲，脉冲输出测试结果如图3所示。

　　图3 AT89C51产生的红外解码脉冲

　　2.2 GPRS远程通信设计

　　以ARM11S3C6410为总控制核心，通过GPRS进行远程数据的发送与处理，使用6410串口2与GPRS进行数据通信，可以将家庭内部数据信息发送给远离房间的主人手机，并可以通过主人手机发送的控制信息控制房间内家电设备，包含摄像头的摄像处理、空调温度设置等。GPRS通信模块安装在智能家居控制器中，主要功能为通过GPRS网络连接到Internet网络，并主动与监控中心建立通信链路，进行双向数据通信。GPRS通信模块设计采用了Freescale公司生产的内嵌TCP/IP协议的G24GPRSOEM［8］。该模块尺寸小，功耗低，便于集成。GPRS通信终端收发模块主要由G24模块、天线、SIM 卡、相关的电平转换电路和RS 232串口组成。其供电电压为5V，可采用USB端口供电；通过RS 232串行口与智能家居控制器ARM 进行通信。

　　G24收发模块采用AT指令操作，通过RS 232串行口进行数据通信。

　　GPRS网络通信原理如下：首先通过SGSN节点使通信终端模块附在GPRS网络上；然后通过GGSN 节点由PPP（Point to Point Protocol）协议获得一个随机分配的IP地址，连接到Internet上；最后通信终端模块通过Internet，按照监控中心设定的端口号与监控中心建立通信链路。

　　2.3 系统软件

　　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着减少。

　　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，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。Qt作为一种跨平台的基于C++ 的GUI系统，能够提供给用户构造图形用户界面的强大功能。本文选用移植性强的Qt软件设计图形用户界面，所设计的GUI实用、简洁、实现了人机交互，可通过键盘或面板对程序进行输入、保存、修改和编译，信息和临时信息及时输出、显示，通过GUI达到了整合系统的目的。在Qt系统中，不仅有着构造完善的系统结构，而且为了满足用户对编写图形用户界面应用的种种需求，还创建了许多新的系统机制，其中Qt所特有的内部进程通信机制具有独特的反应速度，本文采用的Qt应用进程之间通信机制是Signal-Slot机制和FIFO 机制。Linux 系统不断侦查本地GUI消息，任何一个Qt消息被触发，系统都会立即执行相应程序，提高了整个系统的反应速度和稳定性，系统软件设计流程如图4所示。

　　图4 系统软件设计流程

　　3 结 语

　　整套系统的设计充分利用了ARM11S3C6410的硬件功能和处理速度，成功移植了以S3C6410为硬件核心的Linux嵌入式系统，并完成了基于Linux Qt的控制程序的开发，解决了多项技术难点，其中包括构建基于ZigBee通信协议的无线网络、基于AT89C51的统一家电控制协议、基于S3C6410的GPRS远程通信、家电控制的直接解码与编码等，实验产品的控制结果效果令人满意，验证了该系统的先进性、稳定性和实用性，具有广泛的推广和应用价值。

四、远程自动控制系统在智能家居中的应用

21 世纪是信息化的世纪， 各种通信和互联网等技术推动了人类文明的巨大进步。智能家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD 录像机） 进行远程控制；