基于嵌入式ARM構(gòu)架的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計

李雁

【摘要】智能家居得到了迅猛地發(fā)展，為人們的生活提供了更大的便利，提升了人們的生活水平。智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建，要注重對控制系統(tǒng)的功能及作用做好把握，以更好地滿足人們的實際需要。本文探討了嵌入式ARM構(gòu)架的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計策略，提升智能家居的性能水平，給人們的生活帶來更大的便利。

【關(guān)鍵詞】嵌入式;ARM架構(gòu);智能家居;控制系統(tǒng)

前言

智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計，注重對智能技術(shù)進行有效地運用，融合了云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，實現(xiàn)家居系統(tǒng)的智能化、信息化管理目標。智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計，將各類設(shè)備利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行連接，能夠根據(jù)環(huán)境的改變，實現(xiàn)對各類家電的有效控制，為人們的生活提供更大的便利。加強智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)人機交互、大數(shù)據(jù)分析這一目標，更好地滿足人們對智能家居的需求。

1嵌入式ARM構(gòu)建概述

智能家居控制系統(tǒng)對嵌入式ARM構(gòu)架進行運用，目的在于滿足智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計的實際需要，保證系統(tǒng)的性能水平，以更好地滿足人們的實際生活需要。在網(wǎng)絡(luò)時代，智能家居控制系統(tǒng)對智能化技術(shù)、信息化技術(shù)進行了有效地運用，借助于網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，為人們提供一個愜意的居住環(huán)境[1]。嵌入式ARM構(gòu)建融入智能家居控制系統(tǒng)中，突出了家電上網(wǎng)的設(shè)計理念，利用信息技術(shù)手段對家居進行智能化改造，實現(xiàn)遠程控制目標，對家居的溫度、濕度等環(huán)境信息做好控制，實現(xiàn)對家居環(huán)境的遠程化、智能化管理目標。

2系統(tǒng)設(shè)計方案

在利用嵌入式ARM構(gòu)建進行智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計時，要注重對系統(tǒng)原理、各模塊的功能指標做好把握，使系統(tǒng)各部分的功能及作用得以實現(xiàn)。在系統(tǒng)設(shè)計時，具體的設(shè)計方案內(nèi)容如下：

2.1系統(tǒng)原理

基于嵌入式ARM構(gòu)架的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計，主要采取了模塊化的設(shè)計理念，注重借助于TCP/IP協(xié)議，將家居環(huán)境與遠程PC服務(wù)器進行有效地銜接，實現(xiàn)對家居的遠程控制目標。關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計原理，具體如圖1所示：

2.2系統(tǒng)實現(xiàn)方案分析

1.控制平臺設(shè)計

控制平臺設(shè)計過程中，主要理由sep4020開發(fā)板作為系統(tǒng)的核心，采取了0.18um標準CMOS工藝設(shè)計，內(nèi)嵌ASIXCORE內(nèi)核，采用了馮諾依曼結(jié)果。在運行系統(tǒng)選擇上，主要理由了Linux操作系統(tǒng)，并借助于該系統(tǒng)對濕度信息模塊、家電電源控制模塊進行控制。在控制系統(tǒng)設(shè)計時，考慮到Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，注重做好服務(wù)時限方案設(shè)計[2]。通過在Linux系統(tǒng)中移植boa服務(wù)，并借助于cgic庫實現(xiàn)網(wǎng)頁指令。同時，搭載了CGIC代碼，該代碼是一個支持CGI開放源碼的標準C庫。在對CGIC代碼運用時，該代碼的功能表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，并對缺陷數(shù)據(jù)進行校正;

（2）提供數(shù)字字段的邊界檢查服務(wù);

（3）能夠?qū)GI環(huán)境變量進行轉(zhuǎn)化，使之成為C中的非空字符串;

（4）能夠?qū)GI程序起到調(diào)控的作用，并對CGI狀態(tài)進行回放[3]。

2.溫濕度采集模塊的設(shè)計

溫濕度采集模塊是智能家居控制系統(tǒng)的重要組成部分，該模塊的設(shè)計主要對DHT11芯片進行了運用，該芯片是一種含有校準數(shù)字信號的溫濕度復(fù)合傳器。DHT11芯片具有采集和傳感作用，能夠?qū)Λ@取的溫濕度信號進行有效傳遞，并且信息傳遞具有較高的穩(wěn)定性，能夠為系統(tǒng)決策提供重要的數(shù)據(jù)支持和參考。在對溫濕度采集模塊設(shè)計時，要注重對DHT11傳感器獲取的數(shù)據(jù)進行校準，通過設(shè)置校準系數(shù)，從而確保數(shù)據(jù)采集的準確性和可靠性[4]。

3.家電電壓模塊設(shè)計

針對家電電壓模塊設(shè)計，注重對sep4020自帶的Led模塊進行運用，從而對數(shù)據(jù)信息進行反饋，確保系統(tǒng)的有效運行。

4.功能指標的設(shè)計

在進行系統(tǒng)設(shè)計過程中，要注重對系統(tǒng)功能指標做好把握，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在對系統(tǒng)功能指標設(shè)計時，結(jié)合溫濕度采集模塊指標設(shè)計，需要對濕度、溫度做好把握。這一過程中，在對DNT11性能指標設(shè)計時，相關(guān)參數(shù)設(shè)計如表1所示：

2.3系統(tǒng)實現(xiàn)

關(guān)于系統(tǒng)硬件設(shè)計分析

1.系統(tǒng)的電路圖設(shè)計

電路圖的設(shè)計是該系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，主要采取了集成電路的設(shè)計方式，保證系統(tǒng)性能水平得以實現(xiàn)，從而對家居環(huán)境做好有效地監(jiān)控。關(guān)于電路圖的設(shè)計，具體內(nèi)容如下所示：

2.溫濕度采集模塊設(shè)計

在對溫濕度采集模塊設(shè)計時，注重利用DHT11芯片進行系統(tǒng)設(shè)計，并采用了單總線的通信方式。關(guān)于溫濕度采集模塊的設(shè)計，具體內(nèi)容如下：

（2）系統(tǒng)軟件設(shè)計

在進行系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中，具體的設(shè)計如下：

1.電源控制模塊驅(qū)動設(shè)計

在進行家居電源控制模塊設(shè)計時，采用了sep4020自帶的led燈進行模擬，并采取了單片機通用引腳操作的方式實現(xiàn)系統(tǒng)功能。

2.溫濕度采集模塊驅(qū)動設(shè)計

在設(shè)計過程中，主要運用了DHT11芯片實現(xiàn)。這一過程中，利用DHT11芯片單總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信目標，將sep4020和DHT11芯片數(shù)據(jù)引腳相連。其中，DATA用于微處理器于DHT11之間的通訊連接，并利用單總線的連接方式，通訊時間控制在3s作用[5]。

3.Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的搭建

在進行Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器搭建時，移植boa到系統(tǒng)下構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，將boa拷貝到網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)當中，將其存在文件系統(tǒng)的/bin中，保證Linux系統(tǒng)正常運行。

4.系統(tǒng)啟動命令設(shè)計

系統(tǒng)氣動設(shè)計時，在Linux系統(tǒng)啟動后，需要掛載ledctrl驅(qū)動模塊、dht11驅(qū)動模塊、啟動boa服務(wù)。

（系統(tǒng)實現(xiàn)

關(guān)于系統(tǒng)實現(xiàn)具體內(nèi)容如下所示：

（3）系統(tǒng)測試

通過對系統(tǒng)進行溫度、濕度、LED開關(guān)燈測試，DHT11芯片測量范圍值在0-50℃，誤差值在日常應(yīng)用范圍內(nèi)。濕度測試時，符合家居環(huán)境范圍值。LED等開關(guān)測試，當按下“OPEN”按鈕時，LED等亮;按下“CLOSE”按鈕時，LED燈滅。

結(jié)束語

綜合上述分析來看，基于嵌入式ARM智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計，要注重對硬件設(shè)備進行科學(xué)選擇，并做好軟件系統(tǒng)的設(shè)計，對家居濕度、溫度數(shù)據(jù)進行遠程監(jiān)控，從而根據(jù)實際需要，做好溫濕度的調(diào)整，使家居環(huán)境更好地滿足實際需要。通過對嵌入式ARM技術(shù)運用，符合智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計需要，具有良好的應(yīng)用效果。在設(shè)計智能家居控制系統(tǒng)時，要注重加強智能化、信息化技術(shù)的有效運用，對系統(tǒng)設(shè)計的功能、作用做好把握，以提升家居環(huán)境的智能化管理，提升人們的生活品質(zhì)和生活水平。

參考文獻：

[1]汪軍.基于嵌入式的智能家居遠程控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電腦編程技巧與維護，2021（08）：99-100.

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[3]張葉.互聯(lián)網(wǎng)背景下嵌入式智能家居遠控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2020（11）：135-136.

[4]鐘少波.基于ARM9的嵌入式無線智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)計[J].中國新通信，2020，22（10）：80.

[5]唐衛(wèi)斌，宋亞峰.基于boa嵌入式的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2019，27（10）：173-177.