基于嵌入式平台的智能化家居设计

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２４卷第１期　Ｖ０１．２４　Ｎ０．１　重庆工商大学学报（自然科学版）　Ｊ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｔｅｅｈｎｏｌ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｕｎｉｖ．（Ｎａｔ　Ｓｅｉ　Ｅｄ）　２００７年２月　Ｆｅｂ．２０ｏ７　文章编号：１６７２—０５８Ｘ（２００７）０１—００７６—０３　基于嵌入式平台的智能化家居设计　李昔华　，杜伟２，代晓红　（１．重庆工商大学计算机科学与信息工程学院，重庆４０００６７；２．重庆工商大学设计艺术学院，重庆４０００６７；　３．重庆工商大学学报编辑部，重庆４０００６７）　摘要：介绍了一种基于嵌入式系统平台的智能化家居设计方案。对基于嵌入式系统平台　的家居控制中心设备的结构、功能和设计方法进行了简要说明，详细介绍了系统的开放性接口　和模块化设计方法。　关键词：智能化家居；嵌入式系统；开放性；ＷＩＮ　ＣＥ；小区宽带　中图分类号：ＴＰ　３１２　文献标识码：Ａ　现代化的住宅正向智能化、自动化、多功能和网络化的“智能住宅”发展，在高度的安全性、舒适的生　活环境、便利的通讯方式和综合的信息服务等几个层次上不断满足用户千变万化的需求。“智能住宅”的　概念是在智能大厦、智能小区基础上发展起来的，但其系统的构建模式不同于智能大厦和智能小区，它主　要通过综合布线使控制中心与各个部分连接起来，完成报警、监控等功能，不仅能实现诸如上网、视频点　播（ＶＯＤ）和数字电视等，也是一个集成了控制家用电器、灯饰、门锁和各种安防设备，提供家居环境信息　（温度、湿度等）、背景音乐、灯光及紧急救助等多功能于一体的家庭智能化管理控制系统。　就目前而言，所有正在开发或已经上市的“家庭灯光控制器”、“家庭防盗报警系统”等产品，都存在着　功能单一、操作烦琐、模块间不能互通互连等缺陷。小区宽带网络的建设解决了信息传输的最后一段接　人瓶颈，将“信息高速公路”延伸到了家庭，而“智能住宅”正好能够实现信息资源在家庭的综合运用，让用　户真正地享有安全、便捷、经济和舒适的现代家居生活。　１　智能化家居的组成结构　智能化家居是一个综合性的信息技术平台，将居家生活中的方方面面联系起来，在信息化、便利性和　安全性等方面提供综合服务的功能。　图１是基于嵌入式系统的智能化家居组成结构与资源配置图。家居环境信息诸如温度、湿度，警情　信息如火警的烟雾检测、盗警的多谱勒传感器和摄像头监控等，通过输入端口接人智能住宅控制中心；居　室灯光控制、电器和背景音乐等家电也接人控制中心实现分组遥控、开关；另一组提供信息资源的ＣＤ、　ＤＶＤ、ＭＰ３等接入控制中心，为背景音乐提供声源选择；此外，通过小区宽带网络与ＩＮＴＥＲＮＥＴ信息资源　建立连接，以提供居室的远程监控等。　智能住宅控制中心是一套基于高性能３２位微控制器的嵌入式系统控制平台，它摒弃ＰＣ结构系统脆　弱、无法低功耗连续稳定运行的缺陷，集照明控制、电器控制、安防报警和居室环境控制等功能于一体，通　过开放的硬件接口、标准的信息交换协议实现声音、视频等数据流的传输与控制。采用开放的接口、模块　化与组合式设计，既有利于系统功能增强和升级，又便于用户根据性能要求选配部件，提高性价比；统一　的信息交换协议，确保各功能部件动态加载与卸除，实现了“即插即用”。与现行一些“家庭灯光控制器”、　“家庭防盗报警系统”等产品相比，采用嵌入式系统平台优势是相当明显的，表现在：结构紧凑、抗干　扰能力强、具有很高的稳定性和可靠性；接口丰富、连接简单，支持各种扩展模块、传感器、功率开关的即　收稿日期：２００６一ｏ９—２０；修回日期：２００６—１１—１９。　基金项目：重庆市教委科学技术研究项目资助。　作者简介：李昔华（１９７１一），男，重庆市南岸区人，讲师，从事计算机教学及嵌入式系统开发研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com

７８　重庆工商大学学报（自然科学版）　第２４卷　控制中心通过小区网络接收远程控制指令启停家用电器，也可以将居室信息如警情、火警、甚至视频监控　信息发送到ｌ１０、ｌ１９或者主人的手机上。　智能化家居控制中心提供开放的接口和模块化组合功能，这些模块包括红外控制模块、远程控制模　块和手持遥控器等。开放接口包括采用工业标准的ＣＡＮ总线、ＲＳ４８５总线、三表抄收的Ｍ—ＢＵＳ总线、通　用ＵＳＢ、家居ＬＡＮ以及电器控制用功率开关端口等。开放的接口易于实现通用性，最大限度地兼顾用户　资源利用和选择空间，也为系统功能和软件升级提供了基础。模块化组合功能包括控制中心对各种端口　节点的增删，功能模块如电器控制节点的增减等，模块化结构也可以对损坏部件进行屏蔽，使用户在系统　组建中在功能上和经济方面具有更大的灵活性。　智能化家居控制中心采用嵌入式操作系统及其图形化界面环境作为功能程序运行平台。基于工作　可靠稳定、图形资源和开发环境的优势，智能家居监控中心嵌人式平台采用嵌人式操作系统（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ＳｙｓｔｅｍＥ，简称ＥＯＳ）ＷＩＮ　ＣＥ来实现。ＷＩＮ　ＣＥ是微软公司开发的一个开放的、可升级的３２位嵌　入式操作系统，是基于嵌入式电脑类的电子设备操作系统。运用ＶＢ．ＮＥＴ开发环境进行应用程序设计，　借助于．ＮＥＴ强大的多媒体工具和其他成熟开发包实现流媒体播放、人机交互与实时监控等。　３结束语　随着社会信息化的加快，人们的工作、生活和通讯信息的关系日益紧密。信息化社会在改变人们生　活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战。智能家居就是通过采用先进的计算机、通信和　控制技术（３ｃ），建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务与　管理集成系统，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境。智能家居是ＩＴ技术　（特别是计算机技术）、网络技术和控制技术向传统家电产业渗透的必然结果。　参考文献：　［１］马忠梅．ＡＲＭ嵌入式处理器结构与应用基础［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００２　［２］李昔华，丁明勇．智能化小区及其系统的构建［Ｊ］．渝州大学学报：自然科学版，２００１（４）：７７—８ｌ　［３］董丽君，方超，戚燃．嵌入式蓝牙语言通信网关的研究和实现［Ｊ］．重庆邮电学院学报：自然科学版，２００５，１７（８）：４４７—４５０　［４］朱超平．基于构件的虚拟仪器开展环境模型［Ｊ］．重庆工商大学学报：自然科学版，２００５，２３（５）：４４４～４４８　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｈｏｕｓｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆｌｕｓｈ　ｔｙｐｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｌｌ　Ｘｉ—ｈｕａ　，ＤＵ　Ｗｅｉ２，ＤＡＩ　Ｘｉａｏ—ｈｏｎｇ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｆｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００６７，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｎ　Ｄｅｓｉｇｎ。Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００６７，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｅｄｉｔｏｒｉａｌ　Ｏｆｆｉｃｅ，Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００６７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａｎ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｈｏｕｓｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｌａｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆｌｕｓｈ　ｔｙｐｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｂｒｉｅｆ－　ｌｕｓｈ　ｌｙ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｎ　ｍｅｔｇｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｏｕｓｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｅｎｔｅｒｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆ．ｔｙｐｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ａｎｄ，ｉｎ　ｄｅｔｍｌ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｄｅｓｉｎ　ｍｅｔｇｈｏｄ　ｏｆ　ｏｐｅｎ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ａｎｄ　ｍｏｄｕｌａｔｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅ　ｓｔｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｈｏｕｓｅ；ｆｌｕｓｈ　ｔｙｐｅ　ｓｙｓｔｅｍ；ｏｐｅｎｎｅｓｓ；ＷＩＮ　ＣＥ；ｐａｒｔｉａｌ　ｗｉｄｅｂａｎｄ　责任编辑：代晓红