智能家居远程控制系统的设计与实现

2014-04-29兰孝文刘江涛

计算机时代 2014年5期

兰孝文　刘江涛

摘要：物联技术的发展使智能家居成为改善人类生活质量的一个重要指标。文章实现了一个基于ARM的智能家居远程控制系统。该系统以S3C44B0X为核心处理器，外部扩展了Flash、SDRAM及网络接口；通过定制的湿度、风速传感器采集环境数据；用步进电机、继电器和被控对象相连接来控制其移动。在软件设计时移植了引导程序Bootloader及uClinux操作系统，并采用Boa和CGI的方式在uClinux上构建了Web服务器；完成了基于嵌入式Web服务器的网站程序，用来接收用户请求、返回页面及调用相关子程序（采集、控制），最终实现了智能家居远程网络控制的系统要求。

关键词：智能家居；远程控制； uClinux；嵌入式Web； ARM

中图分类号：TP309.3 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）05-31-03

Abstract： With the development of Internet technology， intelligent home become one of the most important indicators to improve the quality of human life. Remote control and system management for intelligent home based on ARM are implemented in this paper. The core processors of this system are S3C44B0X， external extension Flash， SDRAM and an Ethernet interface. Through self-made humidity & wind speed sensor， environmental data is collected. The movement is controlled by stepper motors and relays. In the software design， guiding procedure Bootloader and operating system uClinux are transplanted to development platform. Meanwhile， an embedded Web server on uClinux is built by way of Boa and CGI. Website programs based on embedded Web server are written to receive users' request， return to the page， call the relevant subprograms （collection and control） and ultimately meet intelligent home system requirement for remote network control.

Key words： intelligent home； remote control； uClinux； embedded Web； ARM

0 引言

近年来，互联网技术和信息通讯技术飞速发展，将计算机技术、控制技术、通信技术融合到传统的家电中，使其拥有智能，并连接到Internet网络，实现家用电器的网络化和智能化，已经成为当前研究的热点[1]。这种形势下，32位嵌入式微计算机（如ARM）的出现，使嵌入式Web成为现实，人们可以通过Intemet远程监控家居网各个单元[2，6]。与传统的家居中央控制器相比，智能家居远程控制系统降低了设备成本，并可通过总线方式实现智能家居网络节点的无限制扩展。

1 控制过程及系统技术指标

智能家居远程控制系统采用ARM7微处理器与uClinux嵌入式操作系统搭建嵌入式Web服务器建设网站，实现在任何地方任意一台接入互联网的PC机，都可以通过身份认证后访问网站，浏览家中电器的实时工作状态及修改网页参数对电器进行远程控制[3]。系统中选用智能窗、空调和电饭煲作为实际电器进行控制；用继电器控制空调、电饭煲的开关；用步进电机控制窗子的开合角度；并测量环境湿度和风速的大小以实现自动关窗。电器的实时状态经主机（ARM）发往网络，用户可以访问网站，浏览页面显示的家中电器工作状态，并依权限修改网页参数对电器状态进行调整。4 结束语

智能家居是近年来人们生活水平提高的标志，在信息技术高速发展的今天，将智能家居控制系统接入Internet，使得用户可以实现家居电器的远程监控是大势所趋。本文叙述了智能家居远程控制系统的硬件组成和结构，给出了主要模块的设计方法，以及软件实现的结构框图和控制系统的具体实现，并使系统留有丰富的接口，随着宽带无线通信技术、网络技术和微处理器技术的发展，具有一定的可扩展性。此外，本系统具有功能强、稳定性好的特点，而且成本低，具有很广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 戴刚，高洋，陈煜华.基于ARM的智能家居远程控制系统的硬件设计[J].

世界电子元器件，2007.8.

[2] 严厉平.嵌入式智能家庭网关的研究与设计[J].微计算机信息，

2005.2：14-16

[3] 王田苗.嵌入式系统设计与实例开发—基于ARM微处理器与uC/

OS-II实时操作系统[M].清华大学出版社，2003.

[4] 郑伟，徐荣华，王钦若.嵌入式Linux系统CGI程序设计技术[J].单片机

与嵌入式系统应用，2004.10：21-24

[5] 曹玲芝，石军.Boa源码分析及其在嵌入式系统中的应用[J].计算机与

数字工程，2005.6（33）：10-12

[6] 何永威，路林吉.基于嵌入式Linux和ARM9的家用智能监控系统[J].