基于ARM的智能家居控制通信控制站的设计与实现

系统采用的GSM模块作为与用户进行信息交换的途径，GSM采用串口通信，进行数据交换，其电源模块必须满足最大电流能够达到2A的直流电流能力，否则将会因电源功率不够而导致系统不稳定现象。
(7)系统电源设计
由于系统对于电能的特殊要求，所以必须使用分离式电源单独给予GSM模块供电。

3 软件设计
软件设计采用嵌入式Linux，具有较强的网络数据处理能力，嵌入式linux系统的构建包括驱动编程，内核裁剪，文件系统制作，应用软件制作等。
(1)嵌入式系统Linux的移植与分析
第一、编写对应的驱动程序，驱动程序是内核中的面向硬件层的程序，这些程序为上层软件提供抽象函数接口，通过这些函数接口可以间接地控制硬件，因此首先要将目标驱动编写出来，在本系统中需要SPI，USART，单总线，LCD，电阻屏等驱动接口。
第二、裁剪内核，将编写好的底层驱动程序加入到内核程序中后，需要通过make menueonfig软件对其进行配置，将需要的驱动加入到内核配置单里，通过make zImage制作出内核镜像。
第三、制作文件系统，利用busybox工具制作文件系统。
第四、将做好的内核和文件系统一次烧写到ARM硬件的对应区域，开机成功启动后配置目标板的FTP协议。
第五、编写任务程序，利用抽象的底层函数作为信息交换接口，利用C语言编写任务程序，将编写好的程序利用arm-linux-gcc进行相应的编译和连接，将编好的程序通过FTP下载到目标板调试。
(2)系统与任务构架结构
系统硬件层的驱动编写到Linux驱动中进行相应硬件操作，定时执行，系统层和抽象层中将底层的硬件抽象成为接口使用，上层的软件使用接口操作硬件执行任务。任务的优先级由右向左依次降低，最顶层的任务是反馈调节任务位于基本任务之上。
系统任务(按照优先级别排列)：
①防盗监控②温度监控③湿度监控④气体监控⑤光照监控⑥排风扇加热⑦电灯喇叭⑧GSM通讯⑨RJ45通讯⑩LCD人机交互界面。
(3)GSM通讯协议
GSM采用SAM900A通信模块，使用短信通信方式，手机收到短信后通知串口接收数据，得到的数据编码方式如下：

在这些短信编码中，将所需要的内容截取下来，便可以识别。在控制家庭智能终端的过程中所采取的指令方式也是采用编码方式，其中短信部分编码定义如下：
[优先级所代表的设备0-10][监控开关0／1][设定参数级别0-5][是否定时开启若不定时为0否则为分钟单位的1-255]
其中优先级所代表的设备就是任务优先级代码所代表的设备，控制开关将控制对应设备是否开启或者关闭，参数级别代表对应设备对应环境参数的控制区间0最窄5最宽，是否开启定时为设置开启时间单位分钟，若不定时则为0。
(4)系统安全策略
为避免他人恶意控制家具，在系统中加入了对应的密码服务，系统将会识别对应的手机号，对应的密码，识别之后才会执行对应的操作，否则将会记录恶意短信发送方的手机号码，以备调查之用。
(5)传感器反馈控制的通用程序流程图
在本系统中所使用的传感器检测与反馈调节方式是相同的，程序流程图如图6所示。系统初始化后，进入重复由优先级从高到低检测传感器对应的数据，并将数据与对应的参数进行对比，若监测数据符合事先所设定的参数，那么继续测试下一个传感器，若监测数据不符合，那么将检测数据分析，检测是否超过危险临界值，若没有超过就执行一般的对应处理反馈交互环境信息，若超过危险临界值就发短信给予用户并且咨询是否报警等应急措施。

●硬件控制分析：本系统可以使用Linux操作系统下的SHELL命令执行对应的命令控制对应的硬件达到检测硬件可行性的目的。采用如输入：openlight命令控制led的端口输出高电平驱动三极管，led灯就亮了；Lightoff命令控制led的端口输出低电平，led熄灭。在此可以检测到硬件控制达到了预期要求。
●短信收发数据分析：对于GSM通讯协议的测试采取实际短信功能的测试，通过手机发送如下格式的数据：
13995991-为发送方的手机号码的前8位
2-选定控制对象为温度监控设备
3-控制对象的参数选择为适中
200-定时200分钟后执行
测试结果为：在200分钟后执行了对应的操作，原先被关闭了的温度传感器设备被激活，能够在一定温度范围内反馈控制风扇吹风降温。

4 后记
本设计基于现有市场上智能家庭防盗设备进行再设计，并在硬件和程序设计上对现在智能设备存在的问题进行了一些改变，使之更加智能，更加便捷。体现在以下几个方面：
(1)后备电源及掉电检测报警，更好地防止盗贼进行盗窃之前切断电源。(2)采用Linux操作系统，升级维护更加方便快捷。(3)传感器网络中间使用控制中心进行定期监控。(4)程序上设计增加了手机号码校验，更好地防止了盗贼通过短信撤防的手段。(5)具有良好的反馈调节机制，可以在环境允许的情况下进行智能的对应的操作改善当前不良环境。