基于WIFI构建的智能家居系统综合入及控制装置(嵌入式系统部分)

1、 基于基于wifiwifi构建的智能家居系统综合接入构建的智能家居系统综合接入 及控制装置（嵌入式部分）及控制装置（嵌入式部分） the integrated access and control device of smart home system based on wifi（the embedded system）设计任务设计任务 本任务利用arm主芯片s3c6410,linux嵌入式系统,zigbee、wifi网络以及相关家居传感器设计制作了一套智能家居综合接入与控制装置。通过智能手机和internet网络实现远距离实时地对家中环境信息的监控和对家用设备的操控，从而实现家居生活的智能化

2、，极大地提高家居生活的便利性和舒适度。 实验样机的设计包括：系统硬件的设计与调试及控制软件的编写与调试。（1）硬件部分系统中的关键部分，它负责各类数据的处理和转发arm系统处理单元： 红外学习遥控模块zigbee通讯模块wifi模块完成系统中各类信号的采集与发送工作电源模块：为各个部分提供工作电源（2）软件部分数据采集发送部分数据分析控制部分对家居信息进行采集并实时处理后发出控制命令 数据安全加密部分：提高系统的安全性 智能手机应用软件：提供人机交互的界面，实现对家居环境的监控 功能需求功能需求实现综合接入装置的wifi、zigbee网络、红外遥控接口等功能。综合接入装置接入internet网

3、络功能，绑定ip地址，实现家居控制的服务器功能。zigbee网络实现温、湿度等传感器的数据采集与传输，通过wifi发送到手机实时显示。通过红外模块，实现各类遥控器按键功能的学习、存储与发射，从而使遥控器成为虚拟设备奠定基础。安卓手机软件设计，实现从网络上获取家居信息、遥控器代码信息以及实时图像信息，实现远距离的操控家居设备。系统架构图系统架构图硬件设计硬件设计n arm系统处理单元 此部分设计的目标为：获得传感器所采集到的信息，经过预处理、数字化后，在存储介质中存储，每采集一组信息后进行相应处理。根据以上任务的需求，该微处理系统必须有较高的处理速度，满足功耗和成本的要求。为此，我们选择了arm

4、11（s3c6410）芯片作为主机系统的处理器，并设计了相应的外设：wifi模块、cmos摄像头ov9650、串口。硬件设计硬件设计n zigbee模块及外设 此节点电路主要由zigbee芯片、天线、其他传感器件构成。本设计中，我们在测控节点上采用dth11温湿度传感器实现了对家居环境数据的采集，控制了一盏led灯的亮灭，并且根据需求还可以方便地扩展传感器件，实现更多的监测功能。 cc2530芯片是用于2.4-ghz ieee 802.15.4、zigbee 和 rf4ce 应用的一个真正的片上系统（soc）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。cc2530 结合了领先的r

5、f 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 cpu，系统内可编程闪存，8-kb ram 和许多其他强大的功能。硬件设计硬件设计 dht11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个ntc测温元件，可以与8位单片机相连接，使用简单方便。硬件设计硬件设计n红外学习遥控模块 红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成 。 红外发射装置 通常为了使信号能更好地被传输，发送端将基带二进制信号调制为脉冲串信号。调制信号时采用的是周期为37.9k

6、hz（此频率下发射效率最高）的方波作为载波，运用lm555搭建一个占空系数可调的振荡器输出37.9khz的方波，再同控制引脚的信号经过一个与门来控制红外发射管的工作状态。红外发射装置的原理图如图所示，用三个并联的发射管来加大发射面积。硬件设计硬件设计硬件设计硬件设计 红外接收设备 红外接收设备我们用hx13838一体化接收管来接收信号，当控制端为高电平时红外发射管发射红外光，此时接收管接收到红外光时输出引脚输出低电平；反之，控制引脚为低电平时红外发射管截止，接收管输出引脚输出高电平。通过对高低电平时间计时可实现对数据的解码。接收电路原理图如图4所示：软件设计软件设计 在本系统中，采用了并发服务

7、器设计通讯程序。并发服务器是一般的面向连接的服务器程序的代码框架。该代码框架使用对进程处理的方式处理多个请求，子进程负责处理连接请求，因此关闭监听套接字，父进程继续监听请求，因此关闭连接套接字。 n 数据分析控制部分嵌入式系统中服务器的程序设计框图(并行服务器)软件设计软件设计 在本系统中，采用了并发服务器设计通讯程序。并发服务器是一般的面向连接的服务器程序的代码框架。该代码框架使用对进程处理的方式处理多个请求，子进程负责处理连接请求，因此关闭监听套接字，父进程继续监听请求，因此关闭连接套接字。 n 数据采集发送部分zigbee程序设计框图软件设计软件设计 由于系统通过wifi接入internet，所以为了防止非法用户的盗用，确保网络传输的安全，本系统采用了基于mac地址的访问控制。系统的主机中将设计一个客户端认证程序，用户必须在主机中注册安卓智能手机的mac地址才能对本系统进行控制。 手机中我们采用手势密码对程序进行加密，当用户的手势密码匹配成功时，手机将会发送mac地址到系统主机中进行身份验证。只有验证通过后，用户的手机才能控制此智能家居系统。 在zigbee无线网络中，将采用cc2530中的aes-128安全协处理器对网络中传输的信息进行加解密。n 数据安全加密部分软件设计软件设计 在分析各种手机客服端中，a