基于ARM智能家居控制系統研究和設計

牛爍

摘 要：本設計的內容是設計一個基于ARM的智能家居遠程監控系統。整個硬件控制系統有以下模塊：控制主機STM32F103VET6、無線短信收發模塊GPRS（遠程監控的主要模塊）、用于顯示的LCD1602液晶顯示屏（顯示測量出來的溫濕度值）、測量外部環境溫濕度的溫濕度傳感器DHT11，異步電機28BYJ-48（模擬控制窗簾收放用到的控制器）、蜂鳴器（報警用）、LED燈（模擬室內各種燈）、繼電器（模擬室內各種電器的控制開關）。溫濕度傳感器測量出來的溫濕度數值通過LCD1602來顯示，當超過設定的閾值將通過GPRS模塊發送警報短信到指定的手機上，同時也可以由手機發送特定短信到GPRS上控制LED燈的亮滅、控制28BJY-48步進電機的正反轉、讀取當前室內的溫濕度并發送回手機上，實現遠程監控的。

關鍵詞：ARM；智能家居；STM32；傳感器

一、智能家居的發展現狀與趨勢

現如今，智能家居在我國發展和應用較為廣泛了，就比如智能照明，該燈可以通過操作系統來調節燈光的亮度和燈光的冷暖，不僅便于操作而且營造了舒適的氛圍，其中包括一鍵情景控制、RGB顏色調整等;智能門鎖更是方便與有老人小孩的家庭，當家中發現不可預料的事故時，智能家居系統會通過操作平臺告知家中成年人，同時也可以通過APP的遙控操作來開門關門十分安全;安全警報為我們的安全上了一層鎖，當智能門鎖被不正當的方式打開或者出現了一些異常情況，系統將會向主任報警通知情況做出一些防范措施;環境監測更是消除了一大隱患，家中煤氣泄漏、漏水、煙霧過濃等危險情況都可以及時的反饋給主人;還有影音娛樂，通過智能遙控器可以操控音響、視頻、燈光、窗簾等設備的開關以及大小，營造一種舒適的環境便于放松。

不過智慧家庭也面臨不少問題，第一智慧家庭的產業也未能建立起系統的規范，使得部分公司鉆空子研發不可以兼備的商品，用戶采用不規范的方式選擇最終不再相信智慧家庭;第二研發者并未開展深層次的研究，沒能掌握消費者的真正需求從而使發明出來的家居智能產品使用性能差，與市場脫軌;第三技術的研發往往需要大量資金的支持但是普遍的中小型企業不能滿足不能進行大規模的生產，所以價格居高不下;第四一些消費者對智能家居并不了解不能普及受眾不全面。

二、智能家居控制系統方案設計

本設計整個系統的主控芯片選擇的具有ARM內核Cortex-M3的STM32VET6。該芯片屬于增強型的32位高性能微控制器，具有100引腳和高達512K字節的閃存存儲器。STM32VET6的系統架構包含4個驅動單元：Cortex-M3內核Dcode總線、系統總線、通用DMA1和通用DMA2；4個被動單元：內部閃存存儲器Flash、內部數據存儲器SRAM、FSMC和AHB到APB的橋。這些單元都是通過一個多級的AHB總線構架相互連接的。ICode：該總線將閃存指令接口與ARM的Cortex-M3內核的指令總線相連接。指令預取在此總線上完成。DCode：該總線將閃存存儲器的數據接口和Cortex-M3內核的數據總線相連接（常量加載和調試訪問）。系統總線：此總線連接Cortex-M3內核的系統總線到總線矩陣，總線矩陣協調著DMA與內核之間的訪問。DMA總線：此總線將DMA的AHB主控接口與總線矩陣相聯，總線矩陣協調著CPU的DCode和DMA到內部閃存存儲器Flash、內部數據存儲器SRAM和外設的訪問。總線矩陣：該矩陣協調DMA主控總線與內核系統總線間的訪問與仲裁，仲裁采用輪換算法。總線矩陣包含4個驅動部件和4個被動部件。AHB外設通過總線矩陣與系統總線相連，允許DMA訪問。AHB/APB橋（APB）：兩個AHB/APB橋在AHB和2個APB總線間提供同步連接。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速（最高72MHz）。有關連接到每個橋的不同外設的地址映射。在每一次復位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外設都被關閉，在使用一個外設之前，必須設置寄存器RCC_AHBENR來打開該外設的時鐘。

三、結語

本文主要對整個控制系統的硬件設計和軟件程序設計進行了介紹。硬件方面介紹了控制系統中用到的各個模塊及其工作原理，還介紹了硬件模塊的電路連接；軟件程序設計方面介紹了主要的控制程序，針對各個模塊的使用工作原理，編寫出要實現所需功能的控制程序，再將各個模塊功能的程序組合起來按中斷嵌套形成完整的控制程序。

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