智能家居系統(tǒng)項目報告(第五組)

1、智能家居系統(tǒng)1 實習(xí)項目報告書深圳億道電子有限公司四川師范大學(xué)計算機(jī)科學(xué)院學(xué)院五組 : 徐勇 ,李萍 ,高攀 ,康逸飛 ,王潔智能家居系統(tǒng)2 1.前言 . 31.1 項目背景介紹. 32.軟件需求說明. 32.1 項目概述 . 32.2 客戶分析 . 32.3 實現(xiàn)技術(shù) . 43.總體設(shè)計 . 43.1 系統(tǒng)功能和特點(diǎn). 43.2 系統(tǒng)框架圖 . 54.詳細(xì)設(shè)計（項目實施）. 54.1 硬件原理圖設(shè)計/pcb 設(shè)計 . 54.2 元器件的焊接. 74.3 電路板調(diào)試 . 74.4 單片機(jī)程序調(diào)試. 84.5 單片機(jī)與arm 串口通信 . 84.6 本地控制（嵌入式linux 操作系統(tǒng)） . 1

2、0 4.6.1 交叉編譯工具的移植. 10 4.6.2 qt/qtopia 的移植與編程. 11 4.7 遠(yuǎn)程監(jiān)控 . 14 4.7.1 網(wǎng)絡(luò)通信編程. 14 5.實習(xí)收獲 . 15 智能家居系統(tǒng)3 1.前言1.1 項目背景介紹據(jù)近期的一項國家統(tǒng)計資料顯示，中國富有階層正在形成，該部分家庭戶均年收入在 5.6萬元以上，人口約4460 萬人，1400 多萬戶，占城市人口的 10 ，總?cè)丝诘?3.5 ，占全社會消費(fèi)購買力總和6 萬億元的 17 左右，因此主要針對這部分人的智能家居系統(tǒng)其市場總量為1400萬套。正是在這種情況下，近兩年來，智能家居系統(tǒng)的銷售數(shù)量和總銷售額都呈現(xiàn)連續(xù)攀升的勢頭，并且隨著

3、人們消費(fèi)意識的提高，還會有更多的人選用。中國在住宅小區(qū)、商業(yè)辦公場所使用智能管理系統(tǒng)的需求將達(dá)到50-60億人民幣，在 2005 年以后的三年內(nèi)，每年將以不低于30%的速度增長。應(yīng)該說智能家居產(chǎn)品潛在市場巨大，以前智能家居市場主要在南方沿海地區(qū)和內(nèi)地大中型城市，現(xiàn)在已經(jīng)輻射到西部地區(qū)。2.軟件需求說明2.1 項目概述該方案可通過傳感器與家電控制擴(kuò)展模塊控制煙霧、紅外、煤氣傳感器及攝像頭模塊來實現(xiàn)對家庭異常狀況的采集，并通過 rs232 與本地控制中心進(jìn)行上下位機(jī)通訊及信息交互，通過與本地控制中心相連的gsm 通訊模塊及無線 / 有線網(wǎng)絡(luò)與戶主進(jìn)行互動并實現(xiàn)使用網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)短信對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)

4、視，達(dá)到家庭防火，防盜，防煤氣泄露，異常景象抓拍等安全監(jiān)控功能。2.2 客戶分析居住空間 90-120平方, 所以對信號的傳輸距離要求不是很高；用戶在選擇智能家居時都希望今后能夠升級換代；對于智能家居產(chǎn)品的需求也不會一樣，所以要能夠滿足不同用戶的個性化較需求；不用一般不喜歡砸墻砸洞家庭成員的年齡、文化均不一樣，所以要使用簡單化，才能被家人接受；舒適，快樂，給人享受智能家居系統(tǒng)4 2.3 實現(xiàn)技術(shù)協(xié)議： rs232協(xié)議,tcp/ip 協(xié)議等系統(tǒng)：采用 linux 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺 -嵌入式 qt-2.3.7; 用戶界面 嵌入式 qtopia-1.7.0 視頻處理 - intel 開源的 open

5、cv gsm 通信- sms 的 at 指令集處理器芯片： pxa270 3.總體設(shè)計3.1 系統(tǒng)功能和特點(diǎn)安全監(jiān)控 :包括各種報警探測器的訊息采集，開關(guān)門報警等如門磁、緊急按鈕、紅外探測、煤氣探測、火警探測等，并完成與住宅小區(qū)物業(yè)管理和110報警的聯(lián)網(wǎng)。基于 arm 芯片的控制中心（linux 操作系統(tǒng)， pxa270 芯片）單片機(jī)模塊（at98s51）煙 霧 傳感器（ 用 開關(guān) 控 制發(fā) 送 信號）紅 外 傳感器（ 開 關(guān)控制）煤 氣 傳 感器 （開關(guān)控制）控制對應(yīng)的led顯示響應(yīng)消息發(fā)送消息智能家居系統(tǒng)5 3.2 系統(tǒng)框架圖4.詳細(xì)設(shè)計（項目實施）4.1 硬件原理圖設(shè)計/pcb 設(shè)計根據(jù)

6、功能分析，設(shè)計出合理的原理圖，家電控制模塊傳感器基于aem10的本地控制中心uart 遠(yuǎn)程監(jiān)控中心net usb 攝像頭gprs 模塊usb uart 串口mcs-51 單片機(jī)（ at98s5）sp3223eb (串口芯片 ) 排針（接外設(shè)）光耦排針(外設(shè)）led 繼電器led 燈顯示智能家居系統(tǒng)6 pcb 設(shè)計：根據(jù)原理圖，可以進(jìn)行pcb 原理圖的設(shè)計 . 智能家居系統(tǒng)7 4.2 元器件的焊接1 ）電阻器焊接按圖將電阻器準(zhǔn)確裝人規(guī)定位置。要求標(biāo)記向上， 字向一致。 裝完同一種規(guī)格后再裝另一種規(guī)格， 盡量使電阻器的高低一致。 焊完后將露在印制電路板表面多余引腳齊根剪去。2 ）電容器焊接將電容器

7、按圖裝人規(guī)定位置， 并注意有極性電容器其“ ” 與 “ ” 極不能接錯， 電容器上的標(biāo)記方向要易看可見。先裝玻璃釉電容器、 有機(jī)介質(zhì)電容器、瓷介電容器，最后裝電解電容器。3 ）二極管的焊接二極管焊接要注意以下幾點(diǎn)： 第一，注意陽極陰極的極性， 不能裝錯；第二，型號標(biāo)記要易看可見； 第三，焊接立式二極管時， 對最短引線焊接時間不能超過2s 。4 ）三極管焊接注意 e 、 b 、 c 三引線位置插接正確；焊接時間盡可能短，焊接時用鑷子夾住引線腳，以利散熱。焊接大功率三極管時，若需加裝散熱片，應(yīng)將接觸面平整、打磨光滑后再緊固，若要求加墊絕緣薄膜時，切勿忘記加薄膜。管腳與電路板上需連接時，要用塑料導(dǎo)線

8、。5 ）集成電路焊接首先按圖紙要求， 檢查型號、 引腳位置是否符合要求。 焊接時先焊邊沿的二只引腳，以使其定位，然后再從左到右自上而下逐個焊接。對于電容器、二極管、三極管露在印制電路板面上多余引腳均需齊根剪去。焊接順序元器件裝焊順序依次為：電阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大功率管，其它元器件為先小后大。4.3 電路板調(diào)試可以把電源部分先裝好，然后就上電檢測電源輸出電壓是否正常。如果在上電時您沒有太大的把握（即使有很大的把握，也建議您加上一個保險絲，以防萬一），可考慮使用帶限流功能的可調(diào)穩(wěn)壓電源。先預(yù)設(shè)好過流保護(hù)電流，然后將穩(wěn)壓電電源的電壓值慢慢往上調(diào)，并監(jiān)測輸入電流、輸入電壓以及輸出

9、電壓。如果往上調(diào)的過程中，沒有出現(xiàn)過流保護(hù)等問題，且輸出電壓也達(dá)到了正常，則說明電源部分正確。反之，則要斷開電源，尋找故障點(diǎn)，并重復(fù)上述步驟，直到電源正常為止。接下來逐漸安裝其它模塊，每安裝好一個模塊，就上電測試一下，上電時也是按照上面的步驟，以避免因為設(shè)計錯誤或和安裝錯誤而導(dǎo)致過流而燒壞元件。智能家居系統(tǒng)8 4.4 單片機(jī)程序調(diào)試分別有： led 顯示， led 響應(yīng)按鈕顯示，測試存儲器實驗，定時實驗等4.5 單片機(jī)與 arm 串口通信#include #includestring.h sbit p1_0=p10; sbit p1_1=p11; sbit p1_2=p12; sbit p1_

10、3=p13; sbit p2_0 = p20; sbit p2_1 = p21; sbit p2_2 = p22; int count=5; bit contrl; void inital() tmod = 0 x20; scon = 0 x50; pcon = 0 x00; th1 = 0 xfd; 上電復(fù)位串口初始化系統(tǒng)參數(shù)初始化傳感器有警報數(shù)據(jù)嗎？延時 0.5 秒n煙霧傳感器有警報嗎？紅外傳感器有警報嗎？煤氣傳感器有警報嗎？ynn發(fā)送紅外報警數(shù)據(jù)“#$#1 ”y發(fā)送煙霧報警數(shù)據(jù)“#$#2 ”發(fā)送煤氣報警數(shù)據(jù)“#$#3 ”yyn智能家居系統(tǒng)9 tl1 = 0 xfd; tr1 = 1; e

11、s = 1; ea =1 ; p2 = 0 xff ; void delay() unsigned int i,j,m; for(i=20;i0;i-) for(j=30;j0;j-) for(m=256;m0;m-); void send(unsigned char a ) sbuf = a; while(!ti); ti = 0; void recieve() interrupt 4 unsigned char b; b = sbuf; ri = 0; if(b = % ) count=0; else if (count5) count+; if (b=0) contrl = 1; els

12、e contrl = 0; switch ( count) case 1:p1_0=contrl;break; case 2:p1_1=contrl;break; case 3:p1_2=contrl;break; case 4:p1_3=contrl;break; 智能家居系統(tǒng)10 void main() inital() ; while( 1 ) if(p2_0 = 0) send ( # ); send ( $ ); send ( # ); send ( 1 ); else if ( p2_1 = 0) send ( # ); send ( $ ); send ( # ); send (

13、 2 ); else if ( p2_2 = 0) send ( # ); send ( $ ); send ( # ); send ( 3 ); p2 = 0 xff; delay(); 4.6 本地控制（嵌入式linux操作系統(tǒng)）4.6.1 交叉編譯工具的移植先把虛擬機(jī)的 tools 裝上，建立共享目錄，在/mnt/hgfs 下面可以找到共享目錄，可以實現(xiàn)虛擬機(jī)和主機(jī)的文件共享。把 boot-xsbase270_010005.tar.gz拷貝到工項目下，在linux 環(huán)境下復(fù)制到智能家居系統(tǒng)11 linux 自己的目錄下，再用 tar zxvf 進(jìn)行解壓釋放，用 ls 查看目錄，再用 ma

14、ke clean 清楚以前的編譯的結(jié)果。最后用make進(jìn)行編譯。至此 bootloader 安裝完成。隨后進(jìn)行內(nèi)核的編譯。 先把 linux-2.4.21-51board_edr.tar.gz拷貝到共享目錄下，用同樣的方法進(jìn)行解壓。然后進(jìn)入/pxa270/kernel目錄下，用 make clean 清除以前編譯， 再 make. 隨后 make xsbase270_config, 再次用 make oldconfig,再次用 make dep尋找依賴關(guān)系，最后make zimage 最后進(jìn)行驅(qū)動程序分析、 bootloader分析4.6.2 qt/qtopia 的移植與編程qt/qtopia

15、 的移植、使用與編程、基于 arm 微處器編譯和運(yùn)行平臺設(shè)置環(huán)境參量?export qtdir=$pwd/qt-2.3.7-arm ?export ld_library_path=$qtdir/lib ?export path=$qtdir/bin:$path ?export tmakepath=$tmakedir/lib/qws/linux-arm-g+ 編譯?./configure -xplatform linux-arm-g+ ?make 設(shè)置環(huán)境變量?export qtdir=$pwd/qt-2.3.7-arm ?export qpedir=$pwd/qtopia-1.7.0-arm

16、?export ld_library_path=/usr/lib:$qtdir/lib:$qpedir/lib ?export path=$qtdir/bin:$path ?export tmakepath=$tmakedir/lib/qws/linux-arm-g+ 編譯?./configure -platform linux-arm-g+ ?make 編譯步驟：tar xfz qt-embedded-2.3.10-free.tar.gz export qtedir=$pwd/qt-2.3.10-target tar xfz qt-x11-2.3.2.tar.gz export qt2dir

17、=$pwd/qt-2.3.2 tar xfz qtopia-free-source-2.1.1.tar.gz(解 壓 后qtopia-free-2.1.1改 名 為qtopia-2.1.1-target) export qpedir=$pwd/qtopia-2.1.1-target tar xfz tmake-1.13.tar.gz export tmakedir=$pwd/tmake-1.13 export tmakepath=$pwd/tmake-1.13/lib/qws/linux-arm-g+ export path=$tmakedir/bin:$path 智能家居系統(tǒng)12 cd qt

18、-2.3.2 export qtdir=$qt2dir export path=$qtdir/bin:$path export ld_library_path=$qtdir/lib:$ld_library_path ./configure -no-xft make make -c tools/qvfb cd . cd qt-2.3.10-target export qtdir=$pwd export path=$qtdir/bin:$path export ld_library_path=$qtdir/lib:$ld_library_path mkdir bin cp $qt2dir/bin/

19、uic bin cp $qt2dir/tools/qvfb/qvfb bin cp $qpedir/src/qt/qconfig-qpe.h src/tools/ ./configure -xplatform linux-arm-g+ -qconfig qpe -qvfb -thread -system-jpeg -gif -depths 4,8,16,32 make cd . hybus-arm-linux-r1.1 tar xzf e2fsprogs-1.35.tar.gz cd e2fsprogs-1.35 ./configure -host=arm-linux -with-cc=arm

20、-linux-gcc -with-linker=arm-linux-ld -enable-elf-shlibs -prefix=/usr/local/hybus-arm-linux-r1.1/arm-linux make install lib/uuid/ cd . cd qtopia-2.1.1-host export path=$qpedir/bin:$path export ld_library_path=$qpedir/lib:$ld_library_path cp src/libraries/qtopia/custom-linux-ipaq-g+.cpp src/libraries/

21、qtopia/custom-linux-arm-g+.cpp cp src/libraries/qtopia/custom-linux-ipaq-g+.h src/libraries/qtopia/custom-linux-arm-g+.h ./configure -xplatform linux-arm-g+ makeqt 編程工具的使用方法step 2:設(shè)置 qt 環(huán)境export qtdir=/usr/local/arm-linux/qt_toolchain/qt-2.3.7 export qpedir=/usr/local/arm-linux/qt_toolchain /qtopia-

22、1.7.0 export ld_library_path=/usr/local/arm-linux/qt_toolchain /qt-2.3.7/lib:$ld_library_path export ld_library_path=/usr/local/arm-linux/qt_toolchain /qt-2.3.2/lib:$ld_library_path 智能家居系統(tǒng)13 export tmakedir=/usr/local/arm-linux/qt_toolchain/tmake-1.11 export tmakepath=/usr/local/arm-linux/qt_toolcha

23、in /tmake-1.11/lib/qws/linux-arm-g+ export path=/usr/local/arm-linux/qt_toolchain /tmake-1.11/bin:$path step 3 : 使用 desinger進(jìn)行圖形化設(shè)計#cd /usr/local/arm-linux/qt_toolchain /qt-2.3.2/bin #./designer step 4: 編譯.h 和.cpp文件# uic -o test.h test.ui #uic -o test.cpp -impl test.h test.ui step 5: 修改 main.cpp文件#i

24、nclude #include test.h int main( int argc, char * argv ) qapplication a( argc, argv ); form1 w; w.show(); return a.exec(); step 6: 修改 tmake文件的相關(guān)配置#vim $tmakedir/lib/qws/linux-arm-g+/tmake.conf tmake_link = arm-linux-g+ 智能家居系統(tǒng)14 tmake_link_shlib = arm-linux-g+ tmake_libs_qt = -lqte -lts step 7: 編譯工程文件#progen -t app.t -o #tmake -o makefile step 8: 編譯#make clean #make setp 9:完成 c+父類與子類繼承之間的轉(zhuǎn)換4.7 遠(yuǎn)程監(jiān)控4.7.1 網(wǎng)絡(luò)通信編程（1） 、基于 pc 平臺的 server網(wǎng)絡(luò)程序編譯將光盤提供的 server的源代碼復(fù)制到硬盤中（假設(shè)將源碼復(fù)制在/root/work 目錄下）?對源碼進(jìn)行編譯rootlocalhos work$cd server rootlocalhost server$make ?在 pc 機(jī)上運(yùn)行 server程