毕业设计（论文）-基于ARM-CONTEX-A8的智能家居系统设计.doc

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济南大学泉城学院毕业设计

济南大学

毕业设计

题目基于ARMContexA8

智能家居系统设计

学院　　工学院　　

专业电气工程及其自动化

班级

学生

学号

指导教师

二〇一六年五月二十日

-2-

济南大学毕业设计

摘要

随着“物联网”的发展，智能家居近年来成为家电企业研究和转型的热点。

智能家居对当前的发展形式难以适应，同时智能家居技术在我国处于起步阶段，许多技术标准都未标准化，因此加强智能家居应用层方面的研究，通过选取合适的芯片和技术，提出合理的设计方案，组建一种符合我国市场的、具有自主知识产权的智能家居系统己成为当前智能家居研究领域中极富经济价值和科技价值的课题。

该项目使用ARMcortex-A8芯片是三星一款精典的处理器，它内核运算速度快，体积小，功耗低，可以够兼容各种复杂的外设，可扩展性高。

初步的构建功能，功能人机交互界面。

实现了检测用并显示浮点的格式当前的室内温度并用曲线显示温度随时间的变化，还可以查看升级进度实现软件在线升级，实现音乐播放器，蜂鸣器，开关LED灯和实现动态界面的显示和摄像头采集视频的显示，移植了游戏和计算器供用户娱乐。

本设计基于S5PV210芯片，采用嵌入式linux系统开发，模拟了一套功能齐全，用户体验度高的智能家居系统。

关键词：

智能家居；嵌入式开发；S5PV210

ABSTRACT

With the development of Internet of things, smart home has become a hot research and transformation of household electrical appliance enterprises in recent years. Intelligent home of the current form of development difficult to adapt to,and smart home technology in our country in the initial stage, many of the technical standards are not standardized. Therefore, strengthening the study of intelligent home application layer, by selecting the appropriate chip and technology,put forward the reasonable design, established one kind to conform to our country market, with independent intellectual property rights of the smart home system has become the current topic of smart home in the research field of highly economic value and the value of technology.

The project use the ARM cortex-A8 chip processor is a classic of Samsung, its kernel computing speed, small volume,low power consumption, can enough compatible peripherals of avariety of complex, high scalability. Preliminary build function, function man-machine interaction interface. The detection and display the current the floating-point format, the indoortemperature and curvedisplay temperature changes with time, youcan also check the progress of your upgrade the software online upgrade, realizing that the music player, buzzer, switchLED lights andrealize dynamic interface display and camera production video display, Transplant Games and calculator for recreational users.This design based on S5PV210 chip, using embedded Linux system development, simulation of a set of complete functions, the user experience a high degree of intelligent home system.

Keywords:

intelligent home; embeddeddevelopmentsensor; S5PV210

目录

摘要 I

ABSTRACT II

1前言 1

1.1智能家居研究背景及意义 1

1.2国内外发展现状 1

1.3课题研究的内容 2

1.4嵌入式系统的特点 3

2系统的总体方案设计 4

2.1系统设计思路 4

2.2系统方案设计 4

2.3项目实现功能 5

3基于S5PV210的智能家居系统硬件设计 6

3.1芯片的选型 6

3.1.1SPV210的功能特点 7

3.1.2ARMCONTEXA8开发板的配置 7

3.1.3智能家居项目硬件配置 8

3.2DS18B20温度传感器的工作原理及结构图 8

3.3LED原理和电路图 9

3.4TFT触摸屏原理和电路 9

3.5报警电路 10

3.5.1蜂鸣器报警的原理 10

3.5.2蜂鸣器报警电路图 11

3.5.3开发板音频部分原理图 11

4系统环境搭建 12

4.1搭建嵌入式linux系统环境 12

4.2编译器 12

4.3嵌入式linux软件组成部分及其功能 13

4.3.1bootloader作用 13

4.3.2UBOOT移植 13

4.3.3linux内核组成 14

4.3.4内核移植 14

4.3.5根文件系统rootfs作用 14

4.3.6根文件系统制作 14

4.4.Tslib移植 16

4.4.1.tslib作用 16

4.4.2.tslib移植 16

4.5QT移植 17

4.5.1QT介绍 17

4.5.2安装中文字体库 17

4.5.3QT界面制作 17

5基于CONTEXA8智能家居软件设计 19

5.1通过界面实现开关灯 19

5.2实现DS18B20的温度显示 19

5.2.1编写DS18B20设备驱动程序 19

5.2.2编写硬件操作库函数 20

5.2.3编写ehome图形界面软件,添加温度显示 20

5.3在线升级 20

5.3.1升级方案 21

5.3.2TPAD的linux系统识别U盘 21

5.3.3TPAD在linux系统擦和写Nand 21

5.3.4升级zImage 21

5.4.ehome添加MP3播放器功能 22

5.5附加功能 22

6系统的调试与测试 23

6.1集成测试简介 23

6.2硬件和软件测试 24

6.2.1环境搭建测试 24

6.2.2tslib测试 24

6.2.3QT测试 24

6.2.4测试LED灯驱动和硬件操作库 24

6.2.5温度传感器测试 25

6.2.6在线升级功能测试 25

6.3智能家居文件的编译 26

7总结与展望 27

参考文献 28

致谢 29

附录一主界面程序 30

附录二在线升级代码 32

附录三音乐播放器程序 33

附录四温度曲线和显示程序 35

附录五主控制芯片S5PV210的外接方式电路图 44

附录六主控芯片S5PV210硬件电路图 45

-44-

1前言

1.1智能家居研究背景及意义

21世纪经济快速发展，计算机技术更是取得了惊人的发展速度，科学技术也越来越多地影响着人们的生活，人们对自己的衣、食、住、行，提出了更高的要求[6]。

智能化于是就成了出现频率最高的词汇，像智慧城市、智能汽车、智能景区，智能控制，智能交通等等，都体现出人类对智能化生活的迫切追求。

家庭是社会的细胞，唯有家庭实现了信息化，才能真正实现社会的信息化，研究开发智能家居系统是实现室内信息化的必要过程[6]。

“智能家居”这样一个更加贴切人们生活的词汇最早的时候是在西方康捏狄克州被提出来，随后对智能家居项目投入拉开了序幕，智能家居系统成了科技进步的最大受益者之一[1]。

现在特别是消费电子类产品智能化发展，嵌入式控制器件基本上应用于了生活的方方面面，比如收音机、智能手机、小区电梯、汽车电子、数字电视、工业控制、数码相机、空调、交换机、路由器、卫星、航空航天、月球探测仪、智能监控、医疗器械，嵌入式的重要作用越突显出来。

近年来随着“物联网”的发展，物联网技术的成熟和智能移动人机交互终端的普及，使得智能家居行业获得了长足的发展，达到了前所未有的程度[12]。

随着智能家居技术的日益成熟、制造成本逐渐降低、用户功能的人性化,使得智能家居“飞入寻常百姓家”，而不再是原来的高处不胜寒。

最近几年,随着信息通信和计算机的发展,智能家居控制系统在房地产领域得到了一定程度的推广,智能家居作为一个智能化和物联化的新型领域,对现在家居安防和家居智能化的管理具有很重要的价值[16]。

1.2国内外发展现状

由于芯片朝着体积更小、运算更快、功耗更低的方向发展，所以越来越多的智能化芯片被运用到日常电子商品里，而且可以添加更多的外设和更好的功能。

比如，诺基亚1050手机只能打电话,发个信息，而iphone手机可以打电话,发信息,WIFI,BT,TP等，软件随着硬件的改变而改变。

不同的产品，它们的功能不一样，可靠性也不一样,成本不一样,体积和功耗都，有可能不一样,但是本质同样的东西都会满足。

根据不同用户的需求，诺基亚1050：

功能单一,可靠性高,成本低,体积小,功耗小，而iphone手机功能强大,可靠性差,成本高,体积大,功耗高。

可以得出结论，将来做产品可以做低端和高端，像智能家居就属于满足用户需求的高端产品，然而高端行业会出现后劲不足。

同时，尽管大量与智能家居有关的技术逐渐兴起，而当前智能家居系统还并未发展成熟,存在诸多问题,如布线繁杂、不美观、功耗大、对互联网

的依赖性强。

到目前国内的研究还没有建立一个完整的智能家居理论体系，对智能家居的理解也存在着各种的差异;