物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計學習教案

1、會計學1物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計計第一頁，共24頁。1、物聯(lián)網(wǎng)推進智能家居產(chǎn)業(yè)化進程。2、節(jié)能減排和環(huán)境保護是智能家居的發(fā)展方向，也是智能家居的重要功能(gngnng)體現(xiàn)。1.1意義 物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，促使智能家居的應(yīng)用會以非常快的速度蔓延開來。目前，在國內(nèi)各城市正加快建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)工程，物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)的加快建設(shè)將大大促進智能家居產(chǎn)業(yè)化。第2頁/共24頁第二頁，共24頁。國外起步早、投起步早、投入大、應(yīng)用入大、應(yīng)用先進的信息先進的信息與通信技術(shù)與通信技術(shù)、成果顯著、成果顯著、技術(shù)成熟、技術(shù)成熟國內(nèi)起步

2、晚、市起步晚、市場需求大、場需求大、政府支持、政府支持、發(fā)展快、有發(fā)展快、有很大的發(fā)展很大的發(fā)展前景前景第3頁/共24頁第三頁，共24頁。系統(tǒng)系統(tǒng)總體總體框架框架設(shè)計設(shè)計系統(tǒng)系統(tǒng)軟硬件軟硬件實現(xiàn)實現(xiàn)第4頁/共24頁第四頁，共24頁。1、多類型家居設(shè)備互聯(lián)控制(kngzh) 開發(fā)具有多電器接口、能夠?qū)⒓抑兴须姎饣O(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)設(shè)備集中控制(kngzh)具有重要的意義。智能家居控制系統(tǒng)常用家電部分安防部分家庭醫(yī)療部分第5頁/共24頁第五頁，共24頁。2、多樣化的系統(tǒng)遠程監(jiān)控 系統(tǒng)監(jiān)控是目前智能家居控制系統(tǒng)的重要需求(xqi)，多種監(jiān)控方式可提高用戶對系統(tǒng)的需求(xqi)和滿意度。系統(tǒng)遠程監(jiān)控

3、手持遙控Internet監(jiān)控GPRS監(jiān)控第6頁/共24頁第六頁，共24頁。第7頁/共24頁第七頁，共24頁。硬件設(shè)計核心(hxn)處理器設(shè)計基于485總線的物聯(lián)通信設(shè)計以太網(wǎng)通信部分設(shè)計基于GPRS的遠程報警部分設(shè)計人機交互部分設(shè)計第8頁/共24頁第八頁，共24頁。 核心處理器LPC2378性價比高，接口豐富非常適合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，多設(shè)備接口的應(yīng)用環(huán)境。 對于本文設(shè)計(shj)的智能家居控制系統(tǒng)，需要多個UART接口、以太網(wǎng)接口和大量的IO接口。第9頁/共24頁第九頁，共24頁。 如圖如圖485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)智能設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)智能設(shè)備的即插即用功能。的即插即用功能。 電流電流(dinli)調(diào)

4、理電路負責隔離總調(diào)理電路負責隔離總線中的電信號和智能設(shè)備的輸出電平線中的電信號和智能設(shè)備的輸出電平，將輸出電平轉(zhuǎn)變成規(guī)范的，將輸出電平轉(zhuǎn)變成規(guī)范的485輸入信輸入信號。號。 接入檢測電路是用來檢測單片機指接入檢測電路是用來檢測單片機指定引腳的高低電平的改變，代表智能定引腳的高低電平的改變，代表智能設(shè)備的生命周期。設(shè)備的生命周期。第10頁/共24頁第十頁，共24頁。 本系統(tǒng)本系統(tǒng)(xtng)(xtng)中使用中使用ARMARM處理器處理器LPC2378LPC2378中帶中帶DMADMA的的10/100M10/100M以太網(wǎng)模塊以太網(wǎng)模塊DP83848IDP83848I，硬件結(jié)構(gòu)圖如圖所示。，硬件

5、結(jié)構(gòu)圖如圖所示。第11頁/共24頁第十一頁，共24頁。 GPRS遠程報警使用SIMCOM公司生產(chǎn)的SIM300CZ模塊，本部分設(shè)計的關(guān)鍵點在于：1）使用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了短信的收發(fā)功能；2）對現(xiàn)場采集終端采集到的異常(ychng)信息進行合理分析處理，并及時通知用戶。v 5）人機交互部分設(shè)計）人機交互部分設(shè)計 人機交互人機交互部分的主要部分的主要組成部分應(yīng)包組成部分應(yīng)包括括LCD液晶顯示屏液晶顯示屏(OCM12864)(OCM12864)、信息控制、信息控制按鍵、實時時鐘按鍵、實時時鐘(DS1302)(DS1302)、信息存儲器、信息存儲器(FM24C64A)(FM24C64A)、狀態(tài)指示燈、語

6、音提示、狀態(tài)指示燈、語音提示(HMA-(HMA-TTS)TTS)等。等。第12頁/共24頁第十二頁，共24頁。485通信協(xié)議通信協(xié)議幀頭地址命令數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)校驗和幀尾$Addr0 x000 x000 x00* RS-485 RS-485通信協(xié)議中的通信幀主要分為兩種類型：通信協(xié)議中的通信幀主要分為兩種類型： 第一種為查詢類型，包括詢問主機是否在線，獲取第一種為查詢類型，包括詢問主機是否在線，獲取當前該電器設(shè)備的運行參數(shù)；當前該電器設(shè)備的運行參數(shù)； 第二種為控制類型，通過控制類型命令幀可以對家第二種為控制類型，通過控制類型命令幀可以對家用電器用電器(ji yn din q)(ji yn din

7、q)進行檔位的設(shè)定，以及家用進行檔位的設(shè)定，以及家用電器電器(ji yn din q)(ji yn din q)的開關(guān)等。的開關(guān)等。第13頁/共24頁第十三頁，共24頁。命令（功能）類型內(nèi)容字節(jié)長度備注查詢類型0 x511詢問智能設(shè)備是否在線0X521獲取當前常規(guī)數(shù)據(jù)0 x531獲取當前檔位值控制類型0 x541設(shè)置用戶定義的檔位值0 x551控制智能設(shè)備運行0 x561控制智能設(shè)備停止主要命令類型(lixng)如下表：第14頁/共24頁第十四頁，共24頁。GPRS短信協(xié)議短信協(xié)議(xiy)設(shè)計設(shè)計短信類型報警類短信控制類短信查詢類短信 用戶和智能家居控制系統(tǒng)用戶和智能家居控制系統(tǒng)(kn zh

8、 x tn)(kn zh x tn)之間需要制之間需要制定相應(yīng)的短信通信協(xié)議。本文中制定的短信通信協(xié)議將短信內(nèi)定相應(yīng)的短信通信協(xié)議。本文中制定的短信通信協(xié)議將短信內(nèi)容分為三類短信：報警類短信、查詢類短信和控制類短信。容分為三類短信：報警類短信、查詢類短信和控制類短信。第15頁/共24頁第十五頁，共24頁。表表1 報警報警(bo jng)類短信的格式類短信的格式類名 指令格式指令說明回復內(nèi)容報警短信設(shè)備ID：故障原因：發(fā)生時間：年月日時分故障報告不需回復設(shè)備ID：異常關(guān)閉原因：發(fā)生時間：年月日時分異常報告不需回復第16頁/共24頁第十六頁，共24頁。表表2 查詢查詢(chxn)類短信的格式類短信

9、的格式類名指令格式指令說明回復內(nèi)容查詢短信ASK+H?詢問短消息操作方法回復短信指令ASK+O?詢問該智能設(shè)備是否在線成功：設(shè)備ID：在線，允許遠程設(shè)置設(shè)備ID：在線，不允許遠程控制失敗：設(shè)備ID：不在線ASK+L?詢問該智能設(shè)備當前檔位值成功：設(shè)備ID：當前運行的檔位為XXXX。失敗：設(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：查詢失敗第17頁/共24頁第十七頁，共24頁。表表3 控制控制(kngzh)類短信的格式類短信的格式類名指令格式指令說明回復內(nèi)容控制短信SET+L+設(shè)置該智能設(shè)備的檔位值成功：設(shè)備ID：檔位已設(shè)定為失?。涸O(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：設(shè)置失敗CTRL+H控制該智能設(shè)備開始運行成功：設(shè)備ID

10、：完成運行操作設(shè)備ID：已處在運行狀態(tài)失?。涸O(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：運行操作失敗CTRL+F控制該智能設(shè)備停止運行成功：設(shè)備ID：完成停止操作設(shè)備ID：已處在停止狀態(tài)失?。涸O(shè)備ID：不存在設(shè)備ID：停止操作失敗第18頁/共24頁第十八頁，共24頁。 嵌入式處理器作為嵌入式處理器作為485485總線上的主機總線上的主機(zhj)(zhj)，輪詢各個接入，輪詢各個接入智能設(shè)備的數(shù)據(jù)通信調(diào)試。智能設(shè)備的數(shù)據(jù)通信調(diào)試。第19頁/共24頁第十九頁，共24頁。 客戶端通過客戶端通過InternetInternet網(wǎng)絡(luò)測試智能家居控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)測試智能家居控制系統(tǒng)，對智能家電設(shè)備對智能家電設(shè)備(shbi)(shbi)進行監(jiān)測和控制。進行監(jiān)測和控制。第20頁/共24頁第二十頁，共24頁。 使用AT指令(zhlng)測試GPRS模塊，當系統(tǒng)接收到新