智能家居系統(tǒng)需求與總體設(shè)計,軟件工程碩士論文

智能家居系統(tǒng)需求與總體設(shè)計,軟件工程碩士論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【第1部分】【第2部分】【第3部分】智能家居系統(tǒng)需求與總體設(shè)計【第4部分】【第5部分】【第6部分】第二章系統(tǒng)需求與總體設(shè)計2.1系統(tǒng)功能需求自動化技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，推動了智能家居的不斷發(fā)展。也不斷改變?nèi)藗兊墓ぷ骱蜕睿藗儗ι钯|(zhì)量提高需求日漸加大。當(dāng)前市場上的智能家居控制系統(tǒng)已經(jīng)有一個比擬完好的體系和功能?；谙M(fèi)者對智能家居的需求，主要功能應(yīng)包括家用設(shè)備控制，智能燈光控制，安防報警，門禁，紅外線監(jiān)控，遠(yuǎn)程服務(wù)。隨著智能家居行業(yè)的發(fā)展，更多的新東西會逐步成為智能家居控制系統(tǒng)的重要組成部分。智能家居控制系統(tǒng)，改變了人們的生活方式，使人們的生活質(zhì)量發(fā)生了宏大變化，讓人們享受了新奇，好玩，時髦的生活。智能家居從人們認(rèn)識到漸漸接遭到需要，將來人們的生活或許離不開智能家居。智能家居控制系統(tǒng)會將不同的家庭智能設(shè)備連接在一起，通過各種總線技術(shù)，構(gòu)建成一個功能齊全，安全可靠，聰明絕頂?shù)漠?dāng)代化智能系統(tǒng)。它能夠調(diào)動人的主觀能動性，促進(jìn)人與生活環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，使人們更自由地向往能夠控制生活環(huán)境。從消費(fèi)者的角度出發(fā)，智能家居控制系統(tǒng)應(yīng)具備多種類型的家用設(shè)備互聯(lián)的控制功能，各種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能，可靠的系統(tǒng)報警功能以及和諧的互動功能[7]。2.1.1互聯(lián)控制多種類型家用設(shè)備智能家居設(shè)備互聯(lián)控制是智能家居控制系統(tǒng)的一個基本特征。在智能家居而言，對家電、電腦、光源控制、互聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備經(jīng)常使用分散控制、分散管理等方式，它的明顯缺點(diǎn)是，各種家用設(shè)備不能聯(lián)網(wǎng)，用戶不能統(tǒng)一控制。在這種情況下，開發(fā)出一套具有多電器接口，并將家中所有電器設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，集中控制的裝置具有重要的意義。通過智能控制終端，無論在家里還是外地都能夠自由控制各種家用電氣設(shè)備，不能由于設(shè)備的類型多種多樣而難以控制。即便家用電器的控制參數(shù)是多種多樣，也有一些共同的特征。例如，所有設(shè)備都有控制開關(guān)，這樣你就能夠使用二進(jìn)制0和1來表示這兩種狀態(tài)。對于某些設(shè)備的齒輪控制，燈光的亮度調(diào)節(jié)、空調(diào)溫度控制等這些設(shè)備，本文通過添加控制參數(shù)，在控制命令添加中控制字段來控制這些設(shè)備。因而，對于智能家居的電氣控制，控制參數(shù)的問題考慮是很重要的。2.1.2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)多樣化監(jiān)控系統(tǒng)是智能家居控制系統(tǒng)通過各種方式來提高對用戶需求和滿意度的一個重要需求。通過各種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，使得家庭信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)有效合作，實(shí)現(xiàn)把握并控制各種電器在家里的運(yùn)行，到達(dá)智能化控制?！?〕手持遙控監(jiān)控方式。用戶控制燈的開關(guān)，就像使用遙控器切換電視節(jié)目，不需要為關(guān)閉位于樓梯一個固定裝置而走動，直接按一下手持遙控器的按鈕即可。〔2〕互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方式。能夠使用任何聯(lián)網(wǎng)終端，通過互聯(lián)網(wǎng)查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，讓用戶更方便，更容易控制所有的電氣設(shè)備。〔3〕GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控方式。假如你出門在外，忘記了關(guān)燈，只需編輯一條短消息，就能夠輕松實(shí)現(xiàn)家用電氣設(shè)備的控制。2.1.3報警系統(tǒng)安全可靠對于智能家居系統(tǒng)而言，安全預(yù)警系統(tǒng)是非常重要的。它能夠通過預(yù)先安裝的在室內(nèi)或室外感應(yīng)器查看各種異常情況，這些傳感器包括門磁、緊急按鈕、紅外線探測等。當(dāng)異常情況發(fā)生時，預(yù)警系統(tǒng)分析狀況后給用戶發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號，等待用戶做出適宜的處理并關(guān)閉此次的預(yù)警信號。假如用戶沒有及時處理，系統(tǒng)會連續(xù)發(fā)出預(yù)警信號。根據(jù)功能的不同，可分為煤氣泄漏感應(yīng)器，煙霧感應(yīng)器紅外線線傳感器插入位置傳感器。這些傳感器都能夠根據(jù)用戶需要停用或被打開，并觀察傳感器的運(yùn)行。(1)住宅外圍防護(hù)①紅外線線探測。在住宅的周邊安裝一對紅外線檢測裝置，系統(tǒng)工作狀態(tài)下，只要有任何非法通紅外線設(shè)備的對象就能夠被檢測到并激活報警系統(tǒng)報警。該紅外線檢測裝置，需要使用特殊的設(shè)計，以知足人性化的需求，掃描信號能夠在任何角度被接收。并配置可靠的防毀壞，防短路，防寵物等特點(diǎn)，進(jìn)而大大提高監(jiān)控系統(tǒng)的的誤報能力。最重要的是需要全方位的掃描紅外線檢測發(fā)射信號，以使系統(tǒng)不會錯過任何非法入侵，為用戶安全做到全方位的服務(wù)。②視頻監(jiān)控。無論是住房的室內(nèi)還是室外，都配備了視頻監(jiān)控設(shè)備，因而，在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，房主能夠隨時監(jiān)控住房內(nèi)外的一切活動。例如，主人外出一段時間，視頻監(jiān)控設(shè)備能夠保存住宅內(nèi)一個月監(jiān)控記錄，以便房主回來后能夠閱讀所記錄。另外，視頻監(jiān)控設(shè)備還能夠按要求給主人發(fā)送相應(yīng)的圖片或者E_mail。假如家里面發(fā)生異常，視頻監(jiān)控設(shè)備能夠自行進(jìn)行報警。〔2〕住宅室內(nèi)防護(hù)①消防。室內(nèi)容易接觸火源的區(qū)域，如廚房和餐廳安裝煙感和煤氣傳感器，能夠檢測煙霧和煤氣的存在。假如檢測到有煙霧或煤氣，傳感器會做出反響傳遞信號到系統(tǒng)，系統(tǒng)隨即自動報警。假如主人不處理，在超過設(shè)定的報警時間系統(tǒng)會打報警。②門窗非法入侵防護(hù)。當(dāng)有通過門窗的非法入侵時，感應(yīng)裝置做出反響。同時傳遞信號到控制系統(tǒng)，系統(tǒng)收到信號后隨即自動報警。假如用戶此時沒有響應(yīng)，對報警信息進(jìn)行處理，當(dāng)超過預(yù)設(shè)的報警時間后，系統(tǒng)會自動拔打預(yù)設(shè)的進(jìn)行報警。2.1.4和諧的人機(jī)交互功能隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，家居生活也向智能化推進(jìn)，成為普通百姓群眾能夠體驗(yàn)的生活方式。智能家居終端系統(tǒng)提供了一系列接口用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，能夠設(shè)置系統(tǒng)時間，設(shè)置系統(tǒng)顯示形式，設(shè)置聲音，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置存儲和設(shè)置其它參數(shù)等。例如，能夠使用觸摸屏，事先將需要控制的設(shè)備在操作面板上進(jìn)行設(shè)置。通過某些按鍵，就能夠快速控制門、窗、燈、電器，實(shí)現(xiàn)一鍵控制家用電器，省時省力。同時，智能家居還實(shí)現(xiàn)了多按鍵的控制。用戶能夠在操控面板上進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)用戶需求的功能。例如用戶在睡覺時，家里窗戶、燈、電器都需要關(guān)閉，此時就能夠設(shè)置一個睡眠形式。在這種形式下，所有家電處于關(guān)閉狀態(tài)，用戶就能夠安然入睡。2.2相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)主要使用了三控制種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括RS-485總線技術(shù)，以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GSM遠(yuǎn)程監(jiān)控報警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。2.2.1基于RS-485總線的家居設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)，能夠使智能家居設(shè)備通信距離從十幾米延長為幾公里，這完全符合家居設(shè)備對互聯(lián)要求。有線的RS-485總線通信，構(gòu)造相對簡單，價格比擬便宜，數(shù)據(jù)傳輸速率和通信距離適當(dāng)。但是，使用RS-485總線技術(shù)互聯(lián)的家居設(shè)備的前提，是要確定要互聯(lián)的設(shè)備是即插即用設(shè)備。在整個家居系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)作為中繼器，負(fù)責(zé)通過與RS-485總線互連的串行端口管理家用終端接入模塊的作用。該系統(tǒng)采用嵌入式ARM處理器為總線主控設(shè)備，RS-485網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主從網(wǎng)絡(luò)，通過輪詢的方式檢查各個接入設(shè)備的狀態(tài)信息，無論何時保證僅存在一對主機(jī)和從機(jī)之間的通信，即接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)。家用設(shè)備作為總線從機(jī)設(shè)備，包括單片機(jī)控制器，接入檢測電路和信號調(diào)節(jié)電路。接入檢測電路，是為了知足智能家居終端對家居設(shè)備移除及新設(shè)備接入的檢測，實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的即插即用功能[8-12]。2.2.2基于以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以太網(wǎng)使用CSMA/CD技術(shù)，是當(dāng)今最常用的局域網(wǎng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。其傳輸數(shù)據(jù)確實(shí)定性和傳輸性能是業(yè)界公認(rèn)的，應(yīng)用的可靠性極高。以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的以太網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，他的主要任務(wù)是完成家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不同通信協(xié)議之間的信息轉(zhuǎn)換和分享。通過家庭網(wǎng)關(guān)，用戶能夠方便地使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行各種家用電器的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)把以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)及智能信息網(wǎng)絡(luò)整合為一體，實(shí)現(xiàn)家庭信息設(shè)備，通信設(shè)備，常用家電，安防設(shè)備和家用醫(yī)療器械等設(shè)備互聯(lián)和管理。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，也為很多嵌入式控制芯片集成了以太網(wǎng)控制器。開發(fā)基于以太網(wǎng)的智能家庭監(jiān)控，具有很大的靈敏性，選擇性和高性價比[13-17]。2.2.3基于GPRS的遠(yuǎn)程報警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡稱，俗稱2.5G，是位于第二代和第三代移動通訊技術(shù)之間的通信技術(shù)。是用戶可用一種GSM移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。與GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，有下面優(yōu)點(diǎn)[18-19]：〔1〕通信費(fèi)用低。GPRS是一種數(shù)據(jù)包傳輸方式，和以往的信道傳輸有所不同，它是對單位信息傳輸?shù)某杀竞怂?，而不是對整個信道成本核算，這樣通信的成本就很低，使用就比擬劃算?！?〕傳輸速率高，連接方便。GPRS通過使用GSM網(wǎng)絡(luò)中，沒有被使用的TDMA信道，傳輸速率得到保證，可連56至114Kbps。GSM網(wǎng)絡(luò)使用電路交換數(shù)據(jù)形式時，在通信兩端建立物理鏈路，并維持該鏈路到通信結(jié)束。GPRS在傳送數(shù)據(jù)經(jīng)過中，是把數(shù)據(jù)包劃分成若干個分組之后，再進(jìn)行傳送的。這樣容易獲得更高層次數(shù)據(jù)速率，并且投資較小。進(jìn)一步講，無線通信裝置不必在它們之間附加中間設(shè)備，就能夠方便地傳輸數(shù)據(jù)。〔3〕資源利用率高。GPRS使用分組交換通信，通信經(jīng)過中把數(shù)據(jù)分成具有一定長度的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包頭部包含了地址信息表示清楚該分組發(fā)往的目的地址。當(dāng)數(shù)據(jù)包分組到達(dá)時，根據(jù)該地址信息，尋找臨時可用信道資源來傳輸數(shù)據(jù)，而無需預(yù)先分配信道。在該傳輸方式方法中，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)不占用一個固定的信道，信道資源所有用戶分享使用，提高了信道資源利用率。GPRS短消息功能，應(yīng)用于智能家居控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能電器的遠(yuǎn)程監(jiān)控和報警，成本低，可靠性高[20]。2.3總體框架設(shè)計2.3.1總體構(gòu)造和模塊對于計算機(jī)以及各種家用電器等的控制，用戶往往采用分散控制、分散管理的方式。它的缺點(diǎn)在于各種電器不能聯(lián)網(wǎng)，用戶不能統(tǒng)一進(jìn)行控制?；谶@種情況，本文提出了一種利用多接口將家中所有電器設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)、集中控制的設(shè)想，以及利用一個智能控制終端實(shí)現(xiàn)整體控制[21-23]。智能家居控制終端設(shè)備能夠由下面幾部分集成[24]：常見的家用電器。智能控制終端提供多個接口給家用電器，并能為設(shè)備接入自動分配一個唯一的ID，保證即插即用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集中控制。例如家用電器的開啟和關(guān)閉，設(shè)備的功能設(shè)置，查看設(shè)備狀態(tài)等。安防設(shè)備。智能控制終端與家庭安全監(jiān)控設(shè)備相連，報警信息通過控制終端反應(yīng)給用戶，用戶通過控制終端能夠隨時查看家里的狀態(tài)。家用醫(yī)療設(shè)備?？刂平K端設(shè)有專門統(tǒng)一的外部接口與家用醫(yī)療設(shè)備相連，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療會診，病人監(jiān)控等功能。如此圖2.1所示為物聯(lián)網(wǎng)智能家居終端的構(gòu)造框圖。各種設(shè)備的接口部分。普通家用電器，安防設(shè)備和家用醫(yī)療設(shè)備通過RS-485總線進(jìn)行互聯(lián)，并為每個電氣設(shè)備都分配了一個唯一的訪問ID號實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中控制。遠(yuǎn)程監(jiān)控部分。用戶能夠通過互聯(lián)網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控。凡家庭各種報警信息都能夠通過GPRS以短消息或彩信形式發(fā)送給用戶，讓用戶及時了解家里設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保證用戶財產(chǎn)安全。人機(jī)交互部分。包括遙控部分、顯示部分、語音提示部分和時鐘部分。通過和諧的人機(jī)交互設(shè)計，能夠讓用戶充分體驗(yàn)到當(dāng)代家庭智能化給生活帶來的各種便利。2.3.2主要硬件的選型(1)系統(tǒng)的核心處理器智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計是基于硬件資源分配基礎(chǔ)上的。本文設(shè)計的智能家居控制系統(tǒng)，需要多個UART接口，A/D轉(zhuǎn)換器，以太網(wǎng)接口和大量的IO接口。因而飛利浦生產(chǎn)的LPC2378ARM處理器是一個適宜的選擇，性價比很高的LPC2378，具有豐富的接口，非常合適網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，并且具備多設(shè)備接口的應(yīng)用程序。它是基于32位實(shí)時仿真ARM7TDMI-S內(nèi)核構(gòu)造，并擁有高速嵌入式的512KB閃存和58KB的SRAM，具有在系統(tǒng)編程〔ISP〕和應(yīng)用編程〔IAP〕的能力。芯片有4個UART，3個I2C，3個SPI/SSP等串行接口，帶DMA的10/100M以太網(wǎng)MAC接口，超過104通用IO接口。LPC237所帶外設(shè)的匯總?cè)绱藞D2.2所示。(2)RS-485總線通訊RS-485總線的電氣特性是多點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，通信接口允很多點(diǎn)雙向通信于簡單的一對雙絞線上，它具有噪聲抑制，高數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍匦?。相對簡單的硬件接口，在總線上家用設(shè)備同時只要一個處于發(fā)送狀態(tài)，而其他設(shè)備則處于接收狀態(tài)下。在由多個單片機(jī)組合的串行通訊網(wǎng)絡(luò)中，使用主從式體系構(gòu)造：從機(jī)器只能被動地發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，當(dāng)需要主動發(fā)送數(shù)據(jù)和命令時，由主機(jī)來控制。本文設(shè)計的RS-485總線接口部分，是直接與嵌入式處理器的串行端口0相連接，并且通過TXDRXD兩個引腳，以及一個電平轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)通信的。在并行傳輸形式下，RS-485傳輸線上需要連接終結(jié)電阻。采用兩種不同的接線方式時，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的功能。假如采用四條線的接線方式方法，只能實(shí)現(xiàn)一對多的數(shù)據(jù)通信。而使用兩條線的接線方式，就能到達(dá)多點(diǎn)的雙向通信。本文中的嵌入式處理器就是主設(shè)備，而其他接入的家居設(shè)備講是從設(shè)備。假如家居設(shè)備需要接入RS-485網(wǎng)絡(luò)時，必須通過微控制器、檢測電路和電流調(diào)理電路來實(shí)現(xiàn)。微控制器的一個引腳和RS-485的輸出相連，通過對這個引腳電平的跳變進(jìn)行檢測，決定智能電器接入狀態(tài)的改變。信號調(diào)理電路的功能，是隔離智能電器的輸出電平和總線中的電信號。使用SN75176芯片可將單片機(jī)中的串行接口轉(zhuǎn)變成RS-485接口，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)各個接入家居電器和嵌入式開發(fā)板的串口通信。RS-485網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造如此圖2.3所示。本系統(tǒng)設(shè)計的是RS-485網(wǎng)絡(luò)的體系構(gòu)造，嵌入式ARM芯片作為RS-485控制總線控制單元，以便組合成一個共同的總線傳輸網(wǎng)絡(luò)。由于其成本低，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，能夠更良好的知足普通家庭用戶對智能家居常用家用電器互聯(lián)控制的需求，具有高實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性?！?〕以太網(wǎng)通信系統(tǒng)使用ARM處理器LPC2378中帶DMA的10/100M以太網(wǎng)模塊，大大提高了數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收速率，提高了系統(tǒng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的實(shí)時性，減少了微處理器的工作量。ARM處理器中以太網(wǎng)模塊的RMI接口芯片與以太網(wǎng)PHY芯片〔DP83848I〕連接。如此圖2.4所示是DP83848I芯片的硬件構(gòu)造。以太網(wǎng)模塊的框圖，由下面幾部分組成：主機(jī)托存器模塊。用于設(shè)置以太網(wǎng)工作形式，能夠通過讀取狀態(tài)托存器，能夠了解以太網(wǎng)工作狀況?？偩€接口是連接AHB總線和以太網(wǎng)DMA的接口。使模塊能及時的讀取SRAM，來實(shí)現(xiàn)讀、寫描繪敘述符，以及收發(fā)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。DMA發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)總線的信息傳輸。發(fā)送DMA管理器是把傳輸數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)和描繪敘述符寫入到存儲器；模塊能夠重新發(fā)送該數(shù)據(jù)和處理異常終止，并且控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。接收管理器的功能是負(fù)責(zé)檢測信息，同時對特定的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾，并存儲有效數(shù)據(jù)。RMII負(fù)責(zé)與DP83848進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸。如此圖2.5所示。〔4〕基于GPRS的遠(yuǎn)程報警基于GPRS的遠(yuǎn)程報警網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的目的，主要是提高智能家居控制系統(tǒng)的安全性，因而，遠(yuǎn)程報警需要具有高實(shí)時性和高可靠性。遠(yuǎn)程報警網(wǎng)絡(luò)分為三個部分：現(xiàn)場采集終端，監(jiān)控中心和GPRS服務(wù)中心?，F(xiàn)場采集終端包括RS-485總線上連接的家用電器，以及各種傳感器〔例如溫度傳感器，濕度傳感器等〕，實(shí)時將家庭安全信息數(shù)據(jù)采集并及時的傳送到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心將所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并分析能否報警和故障信息。假如收到一個工作不正常的狀態(tài)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)通過GPRS服務(wù)中心發(fā)送報警信息給用戶，保證用戶財產(chǎn)安全[26-27]。系統(tǒng)GPRS模塊采用SIMCOM公司生產(chǎn)的SIM300CZ模塊。SIM300CZ模塊能夠在三頻/四頻GSM/GPRS設(shè)備工作，提供超過10級多時隙和級4編碼能力。它構(gòu)造緊湊，雙列直插式板對板連接器，構(gòu)造緊湊，能知足各種工業(yè)應(yīng)用對模塊尺寸的苛刻要求；內(nèi)嵌功能強(qiáng)大的TCP/IP協(xié)議棧，功耗低；使用加強(qiáng)型AT命令集的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)語言，短消息，GPRS數(shù)據(jù)的高速傳輸。遠(yuǎn)程報警網(wǎng)絡(luò)和RS-485總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合設(shè)計起到遠(yuǎn)程報警和控制的功能[28-29]。本文GPRS的遠(yuǎn)程報警控制部分的關(guān)鍵是：①采用嵌入式系統(tǒng)來發(fā)實(shí)現(xiàn)送和接收短消息的功能；②現(xiàn)場采集終端采集異常信號進(jìn)行理性分析處理，當(dāng)檢測到異常信息，諸如發(fā)現(xiàn)火情應(yīng)該立即打開自動滅火裝置；③攝像頭捕捉圖像信息通過串行端口發(fā)送給無線通信模塊，然后通過GPRS發(fā)送給用戶?？刂葡到y(tǒng)和串行通信模塊。通過使用繼電器，對家用電氣設(shè)備進(jìn)行打開和關(guān)閉操作。該設(shè)備的控制終端必須由ARM控制器的I/O引腳直接控制。連接到ARM處理器的SIM300通信模塊需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。而MAX232是最常用的電平轉(zhuǎn)換芯片，如此圖2.6所示就是MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的接口原理圖?！?〕人機(jī)交互作為控制系統(tǒng)設(shè)計的一個重要組成部分，人機(jī)交互是負(fù)責(zé)提供友好的交互界面和功能，使人和機(jī)器和諧相處的部分，通過良好的人機(jī)交互界面設(shè)計，能夠增加用戶依靠性。人機(jī)交互終端作為智能家居控制系統(tǒng)的組成部分，是一個人和設(shè)備進(jìn)行信息交互的平臺，智能控制系統(tǒng)通過它和用戶之間進(jìn)行信息傳輸。其硬件組件應(yīng)該包括液晶顯示屏，信息控制按鈕，實(shí)時時鐘，信息存儲器，狀態(tài)指示燈，語音提示。通過智能鍵查詢、設(shè)備狀態(tài)顯示和語音提示實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)和用戶的溝通。如此圖2.7所示為人機(jī)交互部分的構(gòu)造。采用DS1302芯片做為實(shí)時時鐘芯片，DS1302芯片是美國DALLAS公司推出一個的高性能、低功耗的實(shí)時時鐘。帶RAM數(shù)據(jù)存儲，能夠設(shè)置日期和時間。DS1302芯片接口電路簡單，價格便宜，使用方便，易于操作。實(shí)時時鐘模塊能夠顯示準(zhǔn)確的時間，用戶能夠設(shè)置鬧鐘功能。內(nèi)存模塊是一種非易失性外部存儲器模塊，用于保存系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)