Embedded觸摸屏的智能家居控制系統(tǒng)方案

1、Word文檔基于Qt/Embedded觸摸屏的智能家居控制系統(tǒng)方案1引言 隨著生活質(zhì)量的提高，家居智能化已經(jīng)成為當(dāng)今時(shí)代的一種主流。如何更好的設(shè)計(jì)智能家居的整體性掌握就顯得越來越重要。由于ARM和觸摸屏的快速進(jìn)展，采納更好的GUI，實(shí)現(xiàn)友好的界面掌握成為了可能；同時(shí)由于zigbee無限傳輸技術(shù)的廣泛應(yīng)用，通過設(shè)計(jì)zigbee的協(xié)議組網(wǎng)，使ARM能輕易的通過的串口驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)智能家居的掌握；同時(shí)，通過ARM對萬能遙控器的識別碼的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了ARM在智能家居上的多功能應(yīng)用和智能家居的一體化掌握。 2系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 基于嵌入式智能家居的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。主要包括以下幾部分。Qt/E及l(fā)inux系

2、統(tǒng)、ARM9微處理器、zigbee模塊、語音模塊、GSM模塊、串口和網(wǎng)絡(luò)模塊以及萬能遙控器。 圖1智能家居設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖 ARM9微處理器采納SamsungS3C2440CPU開發(fā)板，系統(tǒng)選擇嵌入式linux系統(tǒng)，其內(nèi)核使用的內(nèi)核，nandflash采納256M的內(nèi)存。且由于arm內(nèi)核集成了多種外設(shè)掌握模塊的驅(qū)動(dòng)程序，所以要對其進(jìn)行必要的裁剪，串口用于連接zigbee模塊。 Zigbee采納TI公司的CC24430無線射頻芯片，zigbee有顯著的低成本、低消耗、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多等的無線傳輸功能，所以可以將一個(gè)zigbee作為路由，通過一個(gè)zigbee向多個(gè)zigbee傳輸?shù)墓δ?，?shí)現(xiàn)

3、zigbee的組網(wǎng)的，也有效的延長了zigbee的傳輸距離。 網(wǎng)絡(luò)模塊采納CS8900A，通過連接路由器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登入。 3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)采納linux作為操作系統(tǒng)，首先基于Qt/Embedded進(jìn)行圖形界面的設(shè)計(jì)，再在宿主機(jī)上建立交叉編譯環(huán)境，并制作yaffs操作系統(tǒng)，最終將嵌入式linux系統(tǒng)移植到ARM9開發(fā)板上。系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)GUI界面，實(shí)現(xiàn)通過觸摸屏對智能家居的一體化掌握1。文章軟件部分包括嵌入式linux操作系統(tǒng)的移植、系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)、串口驅(qū)動(dòng)和zigbee組網(wǎng)設(shè)計(jì)。 在ARM9和zigbee的傳輸過程中，有一個(gè)智能家居的單元端接口設(shè)置。為了區(qū)分于不同家庭之間的傳輸，首先ARM

4、9會(huì)有一個(gè)各自家庭的主機(jī)ID號設(shè)置。在一個(gè)家庭的智能化掌握上，給路由功能的zigbee設(shè)計(jì)八個(gè)端口，每個(gè)端口有一個(gè)ID號，然后其余的連接路由的zigbee通過接受各自ID號的分別傳輸信息，最終，這些zigbee又分別設(shè)置各自的設(shè)備號，這樣就去除了干擾，實(shí)現(xiàn)智能家居的單獨(dú)掌握。 3.1觸摸屏和Qt/Embedded交叉編譯環(huán)境的建立 在建立交叉編譯環(huán)境之前先要進(jìn)行l(wèi)inux系統(tǒng)移植，Linux系統(tǒng)的移植主要主要包括BootLoad移植、內(nèi)核移植與裁剪以及文件系統(tǒng)移植等部分2。文章選用u-boot作為BooLload引導(dǎo)程序。Linux內(nèi)核由于其公開性，很簡單實(shí)現(xiàn)其移植和裁剪。文件系統(tǒng)這采納yaf

5、fs根文件系統(tǒng)。 觸摸屏和Qt/Embedded的交叉編譯環(huán)境的建立是linux系統(tǒng)移植的關(guān)鍵部分。其步驟如下。 第一步是進(jìn)行觸摸屏校正，設(shè)計(jì)中采納tislib-1.4作為觸摸屏的校正。其分為兩步：（1）編譯tislib，產(chǎn)生校正文件。（2）是下載校正文件和庫文件到arm板，實(shí)現(xiàn)五點(diǎn)校正。其編譯過程如下。 其次步是Qt/E的交叉編譯。設(shè)計(jì)中Qt/E采納qt-embedded-linux-opensource-src-4.5.0.同時(shí)為了便利程序開發(fā)，需要安裝X86版和ARM版。 先在PC上使用x86版和qvfb開發(fā)，完成以后再使用ARM交叉編譯放到開發(fā)版上運(yùn)行。所以需要先解壓一次，然后重命名為

6、qt-embedded-linux-opensource-src-4.5.0-x86;再解壓一次，并重命名為qt-embedded-linux-opensource-src-4.5.0-arm.Qt/E的編譯過程如下。 最終，設(shè)置交叉編譯環(huán)境變量，進(jìn)入系統(tǒng)掌握平臺(tái)vi/etc/profile.寫入環(huán)境變量如下： 3.2Qt/Embedded編程 打開QtCreator，進(jìn)入Qt4GUIApplication，分別建立了pro、mai.cpp、dialog.cpp和dialog.h文件3。智能家居的圖形用戶界面圖2，分為如圖2（a）和圖2（b）所示，下面先說明圖2（a）。quankai-全開按鈕

7、主要是完成掌握屋內(nèi)全部燈光的打開；quanguan-全關(guān)按鈕主要是完成掌握屋內(nèi)全部燈光的關(guān)閉；woshi-臥房、chufang-廚房、keting-客廳、衛(wèi)生間-衛(wèi)生間主要是當(dāng)按下按鈕時(shí)，會(huì)進(jìn)入分別掌握它們安裝的詳細(xì)設(shè)備的窗口；tianjia-添加、shanchu-shanchu按鈕是當(dāng)添加新的設(shè)備和拆除設(shè)備時(shí)的掌握功能。再介紹圖2（b）。下面設(shè)置了一些設(shè)備，如deng-燈、chuanglian-窗簾、menci-門磁、meiqifa-煤氣閥、kongti-空調(diào)，dianshi-電視、bingxiang-冰箱、xiyiji-洗衣機(jī)，當(dāng)按下如圖b的按鈕時(shí)，按鈕會(huì)通過槽輸出一個(gè)16進(jìn)制，這個(gè)16進(jìn)

8、制將通過串口傳輸給zigbee，然后觸發(fā)zigbee中的掌握程序，實(shí)現(xiàn)掌握設(shè)備的作用。 下面對幾個(gè)重要的連接進(jìn)行說明。圖2（a）的說明如下： 圖2智能家居界面效果圖。 （1）connect（PushButton.SIGNAL（clicked（），this，SLOT（open（） 當(dāng)PushButton按鈕按下時(shí)，zhinengjiaju對話框接受信號，并執(zhí)行open（）函數(shù)，open（）函數(shù)中寫如程序，讓其進(jìn)入下一個(gè)對話框-zhinengjiaju1.下面是部分程序： 圖2（b）的說明如下： （2）connect（PushButton.SIGNAL（clicked（），this，SLOT（ne

9、wslot（） 當(dāng)按下按鈕PushButton時(shí)，zhinengjiaju1對話框接受一個(gè)信號，使newslot（）函數(shù)發(fā)出一個(gè)16進(jìn)制。下面是部分程序： 3.3串口傳輸驅(qū)動(dòng)程序 ARM和zigbee主要是通過串口實(shí)現(xiàn)傳輸。界面設(shè)計(jì)完成后，通過觸摸觸發(fā)按鈕，使按鈕輸出出一個(gè)16進(jìn)制，zigbee通過串口驅(qū)動(dòng)接受到按鈕傳輸出的數(shù)據(jù)，使zigbee中的程序工作。下面是部分串口傳輸驅(qū)動(dòng)程序源代碼。 3.4zigbee組網(wǎng)設(shè)計(jì) Zigbee的組網(wǎng)主要是由zigbee的協(xié)調(diào)器和向zigbee的節(jié)點(diǎn)相互傳輸組成的。主要是用一個(gè)zigbee作為路由，向這個(gè)zigbee下載協(xié)調(diào)器的程序；再向其余的zigbee下載節(jié)點(diǎn)程序，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)zigbee掌握多個(gè)zigbee的傳輸過程。以下是部分的智能家居全部編寫的的zigbee的組網(wǎng)應(yīng)用程序。 4結(jié)語 在智能家居的設(shè)計(jì)中，一個(gè)友好的系統(tǒng)界面（GUI）是特別必要的，