基于ARM和Linux的智能家居系统研究.pdf

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基于ARM和Linux的智能家居系统研究学位论文完成日期：

指导教师签字：

答辩委员会成员签字：

201404丝雄豇基于ARM和Linux的智能家居系统研究删摘要随着经济的发展，人们期望拥有一个安全、舒适、节能和便捷的家居环境。

智能家居系统通过计算机技术、嵌入式技术、传感器技术、网络通信技术的融合，及远程监控、安全防范、照明控制、网络连接等功能与一体，满足信息时代人们对高品质生活的追求。

智能家居系统在国内的应用正处于发展阶段，有着广泛的市场，因此，对智能家居系统的研究有着重要的意义。

本文介绍当前国内外智能家居系统研究现状，并对现有的智能家居系统中存在的不足进行分析，提出了一种基于ARM和Linux的智能家居系统解决方案。

首先详细分析了系统硬件平台的搭建，介绍了智能家居的整体设计，各部分电路的详细设计。

其次对Linux系统内核和引导程序进行裁剪和移植，并制定了相应的根文件系统。

再次完成了智能家居软件设计与实现，主要完成触摸屏界面程序、语音导航控制程序、遥控器控制程序、Intemet远程控制程序。

最后总结了本文智能家居系统的优势与不足。

关键词：

ARM9LinuxDTMF语音导航控制短信控制智能家居STUDY0FTHESMAIUlHO匝SYSTEMBASEDONA刷MANDLINUXABSTRACTWiththedevelopmentofeconomic，peoplearelookingforwardtohaveasafe，comfortale，energy-savingandconveninentlivingenvironmentThesmarthomesystemtakeadvantageofcomputertechnology,embeddedtechnology,sensortechnology,networkcommunicationtechnologyintegration，whichsetsremotemonitoring，safetyprecautions，lightcontrol，networkconnectivityfunctionstomeetthestageofdevelopmentintheinformationageThesmarthomesystemisinthestageofdevelopmentinthecountry，whichhasawiderangeofmarket，therefore，thestudyofsmarthomehasanimportantsignificanceThepapperdescribesthedevelopmentstatusofsmarthomeincurrentdomesticandintemational，andanalysistheinadequateofsmarthome，andadvancesasolutionofARMandLinux-basedsmarthomesystemFirstly,thepaperanalysistheconstructionofthehardwareplatform，includingtheintegraldesignofthesmarthomeandthedetaileddesignofeachpartSecondly,thepapercompletethecuttingandtransplantoftheLinuxkernelandbootloader,anddevelopedacorrespondingfilesystemFollowing，thepapercompletethesoftwaredesignandimplementationofsmarthome，mainlytocompletethethescreeninterfaceprogram，thevoicenavigationcontrolprogram，theremotecontrolprogramandtheprogramofnetworkcontr01basedonInternentLastly,thepappersummarizetheadvantageandthedisadvantageofthesmarthomeKEYWORDS：

ARM9，Linux，DTMF,voicenavigation，messagecontrol，smarthomeV目录摘j12EIABSTRACTIII1绪论111智能家居概述112国内外研究现状213本文研究内容和章节安排32基于ARM的智能家居硬件平台的搭建521系统总体架构设计522系统优势及创新点623硬件总体结构724ARM9控制器一9241控制器的选择9242ARM9控制器设计1025手机通信电路13251GPRS手机模组电路一l3252手机按键解码电路l726外围传感器和执行器电路设计21261无线遥控器与接收器电路设计21262红外报警传感器电路设计23263烟雾报警传感器电路设计24264温湿度传感器电路设计24265直流电机驱动电路设计2527本章小结263嵌入式LINUX操作系统在ARM平台上移植。

2731嵌入式LINUX操作系统2732Bootloader的移植29321Bootloader概述29322UBoot移植步骤30V33嵌入式Linux内核的移植35331Linux内核概述35332Linux内核移植步骤3934根文件系统的移植43341根文件系统概述43342根文件系统移植步骤4335本章小结464智能家居系统功能实现4741应用程序总体结构4742触摸屏界面程序设计47421Qt介绍47422触摸屏界面程序设计4843语音导航控制程序设计50431GPRS控制模块50432语音服务模块5244遥控器控制程序设计5945Internent远程控制程序设计60451Web服务器的选择63452Boa服务器的移植64453CGI编程6446本章小结675总结与展望68参考文献69致谢74攻读硕士学位期间发表的学术论文75独创性声明76基于ARM和Linux的智能家居系统研究11智能家居概述1绪论随着社会经济水平的不断提高和计算机网络技术、智能控制技术、微型传感器等技术的飞速发展，人们对物资生活水平的要求也越来越高，生活节奏也越来越快，智能家居生活应运而生。

事实上人们对于生活的便捷化和舒适化的追求的历史由来己久，从最开始的温饱生活到电灯、电风扇、电视、空调等快速走进千家万户，仅提供起居生活的功能早己无法满足人们对于家居的要求，舒适、便捷、健康、安全逐渐成为了人们新的目标。

智能家居（SmartHome）这一概念最早是在美国和欧洲一些经济发达国家提出的，是家庭楼宇自动化控制、电子家庭、数字家园等概念的统称和升华。

智能家居是以住宅为平台，集合了嵌入式控制技术、无线通信技术、互联网信息技术等，建立起了家庭设备的集中化和智能化的管理监控平台。

随着生活品质的提高，目前智能家居的功能也日趋丰富，包括智能照明系统、智能家电控制系统、室内健康环境控制系统、安保消防系统、远程抄表、智能影音系统等等。

在智能家居中，通信网络是整个系统的神经，是感知和传递信息不可或缺的部分。

包括家庭内网和外网两部分。

智能家居的内网组网技术主要有无线连接、有线连接和混合连接三种组网方式。

目前大多数智能家居系统通信采用有线连接的方式，如RS485总线、以太网，以及短距离的RS232串口、USB等。

这种方式稳定可靠，但需要大量的改造和布线工作，而且不能灵活移动，也没有足够的可扩展性，这样浪费了大量的人力财力，增加了系统成本。

随着技术的进步和成本的降低，无线组网方式近几年逐渐应用到了智能家居系统中，它采用红外、WiFi、ZigBee等技术来进行各个设备之间的数据传输，将家居设备整合到同一平台进行集中监控。

混合连接方式则是有线和无线相结合的一种方式，部分控制节点采取有线连接，这种方式在一定程度上能够综合两种连接方式的优势，但可扩展性和统一性较差，难以做到标准化生产和应用【21。

基于ARM和Linux的智能家居系统研究智能家居的外网一般为Intemet，用户通过Internet与家庭内网通信，远程监控家居状况。

包括CS（客户端服务器）、BS（浏览器朋艮务器）两种模式。

12国内外研究现状智能家居概念的起源较早，但直到1984年美国联合科技公司楼宇建筑设备信息化、整合化的概念应用在美国康乃迪克州哈特佛市的CityPlaceBuilding旧楼改造时，采用计算机系统对该大楼的中央空调、电