智能家居精华设计方案参考集锦（一）(6)

　　2.3 系统软件

　　系统采用Linux操作系统，Linux内核是一种源码开放的操作系统，采用模块化的设计。在此只保留了必需的功能模块，删除了冗余的功能模块，并对内核重新编译，从而使系统运行所需的硬件资源显着减少。

　　Linux系统内核集成了大量的网络应用程序，支持全部的标准因特网协议和几乎所有的联网技术，因此将其应用于智能家居控制器的设计，具有代码量小、运行消耗系统资源少、可靠性高、开发周期短等优点，适应智能家庭数据采集控制器对于操作系统的要求。Qt作为一种跨平台的基于C++ 的GUI系统，能够提供给用户构造图形用户界面的强大功能。本文选用移植性强的Qt软件设计图形用户界面，所设计的GUI实用、简洁、实现了人机交互，可通过键盘或面板对程序进行输入、保存、修改和编译，信息和临时信息及时输出、显示，通过GUI达到了整合系统的目的。在Qt系统中，不仅有着构造完善的系统结构，而且为了满足用户对编写图形用户界面应用的种种需求，还创建了许多新的系统机制，其中Qt所特有的内部进程通信机制具有独特的反应速度，本文采用的Qt应用进程之间通信机制是Signal-Slot机制和FIFO 机制。Linux 系统不断侦查本地GUI消息，任何一个Qt消息被触发，系统都会立即执行相应程序，提高了整个系统的反应速度和稳定性，系统软件设计流程如图4所示。

　　图4 系统软件设计流程

　　3 结 语

　　整套系统的设计充分利用了ARM11S3C6410的硬件功能和处理速度，成功移植了以S3C6410为硬件核心的Linux嵌入式系统，并完成了基于Linux Qt的控制程序的开发，解决了多项技术难点，其中包括构建基于ZigBee通信协议的无线网络、基于AT89C51的统一家电控制协议、基于S3C6410的GPRS远程通信、家电控制的直接解码与编码等，实验产品的控制结果效果令人满意，验证了该系统的先进性、稳定性和实用性，具有广泛的推广和应用价值。

四、远程自动控制系统在智能家居中的应用

　　21 世纪是信息化的世纪， 各种通信和互联网等技术推动了人类文明的巨大进步。智能家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD 录像机） 进行远程控制； 可以在下班途中， 预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭？而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下手机按键或鼠标。此外， 该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，如果不幸出现某种险情， 您和110 可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志， 智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下， 家内家外（在家内通过无线局域网，在家外通过电信或互联网） 都能对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便的控制， 使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。

　　1 智能家居系统控制的工作原理

　　本系统是基于红外和GSM 网络的用于智能家居环境中的一种远程自动控制系统。其工作原理为： 用户通过自身的手机发出命令短消息， 在家值守的GSM 模块接收到命令后发送给主机（单片机） , 主机通过对命令的处理， 把命令通过红外传输到相应的分机（单片机） 上， 分机对命令处理后， 启动相应设备， 完成用户给出的命令并向主机回复应答， 主机收到应答后， 通过GSM 模块发出回复短消息， 报告用户完成命令。若在规定的时间内（这里定时60s） 主机没有接收到分机的回复信息， 即把该操作认为无效， 回复操作无效短消息给用户手机， 要求用户重新发出命令。若收到的短信息有误， 主机便立刻回复用户该操作无效， 请求重新发出命令。系统构成如图1 所示。

图1 系统构成图

　　2 硬件设计

　　2.1 MCU 与GSM 通信模块

　　本单片机通过RS232 串行通信接口与GSM 模块通信， 提取GSM 设备的短信， 发送相关的信息， 并通过串行通信接口与红外模块相连， 利用红外模块， 达到主、分机之间的通信， 因此， 选用A T 89S52 芯片。控制上需要用到两个串行接口， 但89S52 只有一个串口， 故还需要在程序中进行模拟串行接口通信。其最简外部接线电路如图2 所示。

图2 A T 89S52 外部接线

　　89S52 与TC35 之间通过异步串行接口进行通信，通信速率为9 600b?s, 具有1 位起始位、8 位数据位、1位停止位， 无奇偶校验。

　　单片机启动后， 便发出A T + CM GD = 2 指令， 清除第二存储空间的数据， 然后不断地发出指令读取第二存储空间。若有数据， 即表示接收到数据， 并开始对数据进行处理， 处理完毕后再把该空间数据删除。当单片机向手机发出短消息时， 单片机会向GSM 模块发出A T、A T + CM GF = 0、A T + CM GS= X 一系列的指令， 当接收到回复信息后， 最后发出短消息的内容。