基于ARM的智能家居控制系统设计

基于ARM的智能家居控制系统设计 摘 要： 针对传统智能家居采用有线组建布线繁琐，增减设备需要重新布线，影响美观，且系统中的家电需要依靠家庭内部的PC，升级和维护均不方便。在此将ZigBee无线通信技术及嵌入式ARM技术结合在一起， 利用Qt技术通过触摸屏进行人机交互，设计了一种既能利用PC机又能利用手持终端对家居进行控制的智能家居控制系统。以现有嵌入式ARM微处理器的开发和控制水平，开展基于ZigBee的网点部署的研究，以无线网实施家居电器的控制和管理。测试表明，该系统具有良好的实用性、可靠性和可扩展性。 关键词： 智能家居； 无线通信； ZigBee； 嵌入式ARM 技术； Qt技术 中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）08?0093?03 Design of smart home control system based on ARM YANG Xiao?di， LIAO Xin， Gulimila?kezierbieke， SUN Zhong?hua （Institute of Computer and Information Engineering， Xinjiang Agricultural University， Urumqi ， China） Abstract： Since the cumbersome wired formation is used in traditional smart home， rewiring is needed when equipment changes， its appearance is affected， the appliances in the system rely on the PC in the house， and upgrades and maintenance are not convenient. Therefore， a smart home control system controlled by PC or hand?held terminal was designed by combining the ZigBee wireless communication technology with the embedded ARM technology and Qt technology for human?computer interaction via the touch screen. Based on developing level and control ability of existing embedded ARM microprocessor， the research on network deployment based on ZigBee was carried out. The control and management of household electrical appliances are implemented through wireless network. Test results show that the system has good practicability， reliability and scalability. Keywords： smart home； wireless communication； ZigBee； embedded ARM technology； Qt technology 0 引 言 随着人们对高品质生活的不断追求，智能控制技术已应用于生活中的各方面，可提供一个高效、舒适、便捷的生活环境。智能家居已成为当今研究的热点问题，成本低、性能好且扩展性好是研究人员亟待解决的关键问题。相关的研究有尹纪庭等提出了家居网络节点的远程控制系统，有效解决了家庭组网形式单一、布线繁琐、成本较高的问题1；辛海量等以Linux系统为核心，以ZigBee无线通信技术进行信号传输并以GPRS通信技术进行系统远程控制2?3；庞泳等对MAC协议提出了改进方案，解决了当前智能家居布线系统存在的不足4；文献5基于ZigBee无线网络实现了与家居能耗信息的管理与控制。 传统的智能家居系统一般是以有线的方式来组建的，布线麻烦，增减设备需要重新布线，而且影响美观。传统的智能家居系统中的家电需要依靠家庭内部的PC，否则家庭内部的管理就无法进行，无论是升级和维护都不方便。正式基于以上的事实，本文考虑将ZigBee技术与ARM技术相结合，以ARM微处理器为中心建立家庭智能家居控制中心，对家用电器进行控制和管理。因此本系统具有研究的社会价值和经济价值，符合当前的实际应用需要。本文旨在开发出一套智能家居的基础版本，为以后的智能项目提供一个模板的支持，项目中的终端空调等设备没有采用实际的设备，而是采用LED灯来代替设备的工作状态。 1 系统的体系结构 本设计在Windows系统和Ubuntu系统下进行Linux内核的裁剪编译工作和ZigBee无线传输模块的驱动程序的开发，通过LED灯点亮和熄灭模拟家电的控制。整体结构如图1所示。 系统主要包括ARM cortext A8架构的处理器、ZigBee无线传输模块和显示模块。工作方式如下：主控系统通过显示模块对下发命令，有无线传输模块把命令发送到和家居连接的ZigBee终端，通过远程的ZigBee设备对家居进行控制。 1.1 硬件结构 如图2所示为设