基于S5PV210的智能家居系統設計

　　提出了一種基于S5PV210芯片的智能家居系統的設計方法。在基于S5PV210處理器和linux2.6.30內核的嵌入式系統平臺上使用QT開發了軟件系統和人機交互界面，控制各種傳感器采集信息以及TC35i等模塊，并配置實現了Boa服務器;利用CGI實現了客戶端瀏覽器和嵌入式Web服務器之間的交互;設計了基于STC89C52的門禁系統。

　　智能家居(Smart Home)是融合了計算機、通信、控制技術于一體的現代智慧家居解決方案，目前，國內外各種類型的智能家居產品越來越多。但一部分采用低性能的CPU作為主控芯片，無法在智能家居系統中集成更復雜的任務。還有一部分在控制系統上沒有開發出更友好的人機界面(GUI)，使用戶無法完成便捷的操作。在對智能家居進行充分的研究之后，結合當前較先進的CPU芯片提出了一種方便、快捷、高效的智能家居系統，以基于S5PV210處理器和linux2.6.30內核的嵌入式系統平臺，采用溫度傳感器DS18B20、人體熱釋電紅外傳感器、氣體傳感器、攝像頭等各類傳感器全方位監控家庭信息;使用GSM模塊使用戶可通過短信進行控制并且將傳感器信息反饋給用戶;并搭建BOA服務器結合CGI技術實現客戶端和嵌入式服務器的數據交互，用戶可以通過internet遠程監視和控制家電的運行狀態;系統控制界面采用QT技術開發，并開發出了基于主從機式的門禁系統。

　　1智能家居系統組成

　　系統組成如圖1所示，系統采用三星公司的高端ARMCortex—A8 S5PV210處理器作為主控芯片，并由多種傳感器、LCD顯示、GSM通信、以太網通信以及門禁系統等部分構成。人機交互采用3種方式;主控制系統將各種信息集成顯示到LCD顯示屏上并通過觸摸屏控制并設置;系統建立Web服務器，用戶可通過internet遠程訪問系統;用戶可通過GSM方式與系統交互;門禁系統采用主從機方式設計，主控芯片采用STC89C 52.

　　圖1 系統結構圖

　　系統軟件開發首先在系統移植linux2.6.30內核，在此平臺下開發相應硬件的驅動程序;使用QT-creator編寫人機交互界面;在linux2.6.30下配置Boa服務器;CGI程序主要實現遠程客戶端瀏覽器與服務器之間控制的數據交互;使用AT指令控制GSM模塊與用戶手機通信。

　　2系統硬件設計

　　硬件設計主要介紹各種傳感器電路，門禁系統以及GSM電路3部分。

　　2.1傳感器電路

　　各傳感器有相應的驅動電路，將其數據輸出口與S5PV210處理器的GPIO口相連，各傳感器電路的連接遵循相應的電路連接規范。

　　2.2門禁系統電路設計

　　門禁系統采用單片機STC89C52芯片作為主控芯片，由單片機、矩陣鍵盤、報警電路、LED指示燈顯示組成，電路設計如圖2所示。系統能完成開鎖、修改密碼、當操作錯誤的次數大于系統設置的極限時，系統在報警的同時還會鎖定系統以加強密碼鎖的安全性，系統還具有節電和掉電保護等功能。密碼設置在主控系統上LCD觸摸屏上設置，系統初始化密碼為012345，利用93c46芯片掉電保護功能，對修改后的密碼自動存儲。根據單片機的返回值，在主控系統QT編寫的界面上可以控制門的打開以及顯示門的狀態信息。

　　圖2 門禁系統電路圖

　　2.3 GSM模塊電路設計

　　TC35i模塊有40個引腳，通過一個ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數據輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。S5PV210通過擴展的MAX232芯片實現串口通信，TC35i模塊連接到9針的D型插座上，其連接電路如圖3所示。用戶可通過GSM短信功能完成與智能家居控制系統的通信，并獲取家庭內各傳感器以及門禁系統的狀態。

　　圖3 GSM模塊電路圖

　　3系統軟件設計

　　3.1 QT編程

　　本系統使用Qt creator中的Qt設計器設計主控系統程序的人機交互界面，遵循QT/embedded編程一般規則編寫代碼，首先實現了各種電氣設備、傳感器系統、門禁系統、GSM通信的相關功能控制和設置以及家庭娛樂功能，然后在主程序中添加國際化和中文支持，最后編譯并通過NFS進行系統測試。

　　主界面類名為SmartHome，繼承自QWidget類。在其頭文件內聲明了6個功能界面對象，應用到QListWidgetItem和QListWidget兩個類以及mouseMoveEvent方法管理這六個行為，使其具有顯示隱藏功能。

　　主界面程序實現

　　3.2 BOA服務器的配置與移植

　　BOA服務器是一個小巧高效的、特別適合嵌入式系統的單任務的web服務器，它可以運行在linux下并支持CGI.本系統中，首先完成在linux下Boa源代碼的下載、修改和交叉編譯，在etc目錄下面新建boa文件夾，將可執行文件boa及boa.conf放置到該目錄下，并將mini.typ es復制到etc目錄下，在對boa.conf和mini.types兩個文件完成配置，最后在終端運行。/boa

　　3.3客戶端網頁

　　JavaScript是一種廣泛用于客戶端Web開發的腳本語言，它基于對象和事件驅動并具有相對安全性，常用來給HTML網頁添加動態功能，比如響應用戶的各種操作。CSS(Cascading Style Sheet)可譯為“層疊樣式表”或“級聯樣式表”，它定義如何顯示HTML元素，用于控制Web頁面的外觀。通過使用CSS實現頁面的內容與表現形式分離，極大提高了工作效率。樣式存儲在樣式表中，通常放在部分或存儲在外部CSS文件中。利用CSS和JavaScript編寫客戶端網頁界面如圖4所示。

　　圖4 客戶端智能家居控制界面

linux操作系統文章專題：linux操作系統詳解（linux不再難懂）