基于ARM的嵌入式智能家居控制系统的设计

1、精选文档设计摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(otac)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用 ads 软件进行电路设计和仿真验证。仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为126 mhz ,阻带抑制率大于35 db ,带内波纹小于0 . 5 db ,采用1.8 v电源，tsmc 0 . 18仙m cmos工艺库仿真，功耗小于 21 mw ，频响曲线接近理想状态。关键词： butte摘要：随着嵌入式技术、网络及信息技术的发展，针对人们对智能家居的追求，提出了一种基于arm9 的嵌入式智能家居控制系统的

2、解决方案。介绍了嵌入式 linux 系统的软硬件平台，结合实例阐述了嵌入式 qt 图形界面系统、嵌入式数据库sqlite 等关键技术在嵌入式智能家居控制系统中的应用。该方案解决了控制系统的可视化操作问题，提高了系统数据管理效率，并具有通用性可移植到其他硬件或软件平台应用。关键词：智能家居； arm9 ；嵌入式 linux ； qtopia ； sqlite嵌入式系统以其占用资源少、专用性强、功耗低的特点使其广泛应用在移动通信、工业生产、安全监控等领域。针对人们对高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境的要求，提出了以 arm-linux 为平台的智能家居控制系统的设计。1 智能家居控制器的总体设

3、计arm-linux 嵌入式系统以其在性能、体积及功耗等方面的优势在智能家居领域得到越来越广泛的应用。系统采用基于 arm 的嵌入式 linux 方案，系统分为五层分别为硬件层，系统引导层，系统层，应用支撑层及应用层。如图 1 所示应用层在 qtopia 图形系统、 sqlite 数据库等的支撑下完成了电话报警、照明控制、安防控制、门禁控制以及网络浏览等应用。可编辑2 系统硬件的设计cpu 处理器选用 samsung s3c2440a ，其主频为 400 mhz ，资源丰富功能强大。内存为 64m sdram ，数据总线32bit ，时钟频率高达100mhz 。存储器为 128 m 掉电非易失

4、nandflash 。 lcd 显示部分为具有4 线电阻式触摸屏接口的 35 英寸真彩色液晶屏。网卡芯片为 dm9000 可自适应 10100m 网络，通过rj45 连接头可连接控制器至路由器或者交换机。智能家居控制模块通过 rs485 总线与主控制器进行通信。其硬件结构图如图 2 所示。3 软件平台的构建开发环境选取的是虚拟机vmware6 5+fedora9linux 系统 +arm-linux-gcc 4 3 2 编译器。系统与软件的编译采取交叉编译的方式进行。表1 是构建控制系统所需移植开发的一些主要软件。uboot 是专门针对嵌入式 linux 系统设计的开源bootloader ，

5、其任务是初始化处理器及外设硬件资源并引导操作系统。内核为 linux2.6.3 2 ，这版提供了更多的驱动程序以及api ，调用起来更加的方便。在内核中要添加对帧缓存frambuffer 的支持，图形系统需要它的支持。文件系统使用 yaffs2 ，以配合 2k每页的大页存储器。根文件系统选用busvboxl . 13. 3,配置编译完之后会生成 bin 和 sbin 目录以及 linuxrc 文件，从而系统就具备了系统以及文件管理的相关命令。移植boa 服务器实现了嵌入式服务器的功能。solite 是面向嵌入式系统的数据库，编译完成后非常小只有几百 k ，支持2t 的数据记录。在嵌入式系统中可

6、以有力的减小应用程序管理数据的开销。下列语句配置编译器与编译路径并进行安装。在安装目录下生成 bin 、 include 及 lib 3 个文件夹，分别为可执行文件、头文件与库文件。qtopia 是专门针对嵌入式linux 系统消费电子设备所研发的一套应用程序包和开发库。图 3 为 qtopia 的软件层次结构图。 qtopia 的信号与插槽机制提供了对象间的通信机制。窗口在事件发生后会激发信号，程序员通过建立一个函数 (称作插槽) ，然后调用 connect() 函数把这个插槽和一个信号连接起来，这样就完成了一个事件和响应代码的连接。可以一个信号对应多个插槽函数，也可以一个槽函数对应多个信号

7、。4 应用程序的设计通过一个应用程序为例说明如何把qt 图形系统，嵌入式数据库sqlite ，linux 下的串口通信程序结合到一起完成应用程序的设计。通过下列语句在 c 与 c+ 程序中调用 sqlite 的 api 完成数据库的创建、插入数据与查询数据。在系统中还需要在数据库系统中存储很多其他信息，遵循上述步骤分别建立相应的数据表存储报警电话号码tel ，工作状态设定set ，设备工作信息 zt ，报警信息 bj 等。图形界面、 sqlite 及串口通信程序的开发的基本过程如图 4 所 示。首先用 qt desinger 根据系统要求设计图形界面，建立槽函数开槽并且通过 语句 connec

8、t(pushbuttonl ， signal(clicked() ， this ，slot(set_userandphone() ；建立信号与槽函数的连接。槽函数需要根据设计的功能需要编写。用 uic 与 moc 工具生成文件user h、 user cpp 及完成信号与插槽功能的 moc_user cpp 程序，由 progen 与 tmake 生成工程文件 user pro 与 makefile 。 user cpp 中有 sqlite 数据库代码，要把库路径加到 makefile 库文件的搜索路径中否则会因为找不到 sqlite 的库文件而编译失败。要实现用户的用户名、密码等信息存到前面

9、创建的 user db 数据库中，要把创建表与插入数据的代码放到槽函数下。点击set 按钮后就会产生一个信号来触发槽函数，实现数据库的创建与数据的存储。实现串口通信的功能把设置的信息传递给智能家居的各个控制模块，需通过设置struct termios 结构体的各成员值实现波特率、校验位、停止位等设置，完成之后对串口的操作就可以像普通文件一样进行读写操作。串口通信程序代码也放到槽函数下边完成x86环境下的编译之后需要修改makefile文件把pc环境编译器gcc和 g+ 修改为嵌入式环境下的 arm-linux-gcc 和 arm-linux-g+ ，编译完成下载到文件系统的相应目录下并运行测试，系统的其他应用程序如系统工作模式设定、状态查询等也遵循同样的开发流程。图 5 为第一个为系统的总体界面，里面包含 12 应用程序的图标。第二幅为示例应用程序的界面，在输入相应的信息后点击set 按钮，用户名密码以及报警电话分别保存到了 namekey 与 tel 表