嵌入式系統(tǒng)課程設計

1、常用計算機的配置常用計算機的配置第一章第一章 智能家居項目分析智能家居項目分析第第 1 部分部分興起于九十年代的末期。興起于九十年代的末期。建筑智能化技術與應用的成熟催生智能家居市場建筑智能化技術與應用的成熟催生智能家居市場最早以智能小區(qū)住宅智能化系統(tǒng)面目出現最早以智能小區(qū)住宅智能化系統(tǒng)面目出現用戶需求未被有效激發(fā)，基本應用占主導用戶需求未被有效激發(fā)，基本應用占主導個性化、藝術化特點不明顯個性化、藝術化特點不明顯多種技術和解決方案并存，產品競爭上升到標準競爭多種技術和解決方案并存，產品競爭上升到標準競爭國內廠商占市場主導國內廠商占市場主導2007年銷售額達年銷售額達30億元億元http:/ 市

2、場分析智能家居概況智能家居概況 舒適豐富的生活環(huán)境身心健康，個性化， 安全有效的防御體系防火，盜，搶，毒，漏。 方便靈活的生活方式單一監(jiān)控，遠程監(jiān)控，醫(yī)療，。 高效可靠的工作模式資料收集，整理，分析，決策，保存，信息交流，。1.2 功能分析智能家居的目標智能家居的目標 控制網：主要實現對白色家電和設備的控制，調節(jié)和監(jiān)測，如：微波爐，洗衣機，燈光，電動窗簾，防盜報警，醫(yī)療緊急報警，自動門，煙霧報警，溫度控制和調節(jié)，風量控制與調節(jié)，各種受動的開關控制，有害氣體的監(jiān)測等。 信息網：主要為黑色家電和設備溝通信息通道和必要的管理，比如：電視機，錄/攝象機，計算機，VCD/DVD,數碼相機等。1.2 功能

3、分析智能家居的智能家居的基本結構基本結構(1) (1) 家庭安防報警家庭安防報警防盜門磁,窗磁報警門廳非法進入報警緊急手動報警可燃氣體泄漏報警對講門禁有害氣體監(jiān)測與報警1.2 功能分析智能家居的智能家居的功能模塊劃分功能模塊劃分(2) (2) 公共安防公共安防 視頻監(jiān)控 周界防范 電子巡更 保安無線對講 對講門禁1.2 功能分析智能家居的智能家居的功能模塊劃分功能模塊劃分(3) (3) 信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)綜合布線寬帶網絡家庭電子屏多媒體系統(tǒng)VOD點播系統(tǒng)家庭網關音響系統(tǒng)遠程醫(yī)療系統(tǒng)1.2 功能分析智能家居的智能家居的功能模塊劃分功能模塊劃分(4) 家用設備的互連和遙控家用設備的互連和遙控燈光控制

4、電動窗簾控制空氣清新系統(tǒng)消防火災監(jiān)測和噴淋系統(tǒng)空調系統(tǒng)1.2 功能分析智能家居的智能家居的功能模塊劃分功能模塊劃分(5) 物業(yè)管理物業(yè)管理背景音樂系統(tǒng)公共照明交費系統(tǒng)自動抄表機電設備控制車庫和停車場管理電子公告1.2 功能分析智能家居的智能家居的功能模塊劃分功能模塊劃分1.3 方案設計智能家居的實例模型智能家居的實例模型1.3 方案設計本次實訓的系本次實訓的系統(tǒng)構架統(tǒng)構架1.3 方案設計本次實訓的系統(tǒng)方案本次實訓的系統(tǒng)方案EELiodEELiod 平臺平臺: : 系統(tǒng)核心平臺，主要完成視頻數據采集、無線視頻數據傳輸、對GSM收發(fā)的短消息進行解析和處理、以及對系統(tǒng)擴展板進行控制擴展板電路擴展板電

5、路: : 傳感器報警數據的采集、家用電器開關的控制、于EELiod平臺的數據通信.GSMGSM模塊模塊: : 短消息的收發(fā)USBUSB攝像頭攝像頭: : 視頻數據的采集無線網絡無線網絡: : 所有監(jiān)視信息通過無線網絡系統(tǒng)傳輸到小區(qū)的服務器1.4 方案設計本次實訓的本次實訓的系統(tǒng)特色系統(tǒng)特色 系統(tǒng)性：系統(tǒng)性： 系統(tǒng)融入家電遠程控制；GSM和無線網絡通信；視頻監(jiān)控，傳感器報警監(jiān)測，是一個適用于多種環(huán)境的集成系統(tǒng)。兼容性：兼容性： 用戶終端設計手機、PDA； 監(jiān)測方式多種不同類型的傳感器接入。實時性實時性: : 視頻數據實時性；報警信息實時性；數據保存實時性。遠距離遠距離: : GSM或GPRS網絡

6、通信，只要在有網絡覆蓋到的地方，用戶手持設備就能連接監(jiān)測端。無線網絡接入實現覆蓋整個社區(qū)。 1.4 方案設計EELiod平臺系統(tǒng)界面圖平臺系統(tǒng)界面圖1.4 方案設計擴展板電路實物擴展板電路實物1.4 方案設計擴展板電路實物擴展板電路實物1.4 方案設計傳感器介紹傳感器介紹紅外傳感器主要技術指標：紅外傳感器主要技術指標：（2）工作電壓：）工作電壓：DC 9V （3）開關持續(xù)時間：）開關持續(xù)時間：5秒秒6分分鐘可調鐘可調（4）感應范圍：）感應范圍： 角度：角度：90度度（5）距離：）距離：10米米煙霧傳感器主要技術參數如下：煙霧傳感器主要技術參數如下：（1）靜態(tài)電流：最大）靜態(tài)電流：最大5毫安毫安

7、（2）報警時工作電流：最大）報警時工作電流：最大50毫毫安安（3）報警響度：大于）報警響度：大于85dB（4）工作電壓：）工作電壓：DV9V24V（5）工作溫度：）工作溫度：1045度度（6）煙霧靈敏度：符合）煙霧靈敏度：符合UL的的217號標準：每英寸號標準：每英寸3.2%的微弱灰塵，的微弱灰塵，探測器有反應。探測器有反應。煤氣傳感器主要技術參數：煤氣傳感器主要技術參數：電源：電源：9-16VDC；電流：靜態(tài)最大電流：靜態(tài)最大60mA ,報警最大報警最大120mA；靈敏度：煤氣靈敏度：煤氣 0.1-0.5%；天然氣；天然氣 0.1-0.3% ；工作溫度：工作溫度：-5-50度；度；工作濕度：

8、工作濕度：10-90%；回應時間：報警輸出延時回應時間：報警輸出延時15秒左秒左右。右。1.6 項目實施基本嵌入式知識硬件方面：硬件方面：嵌入式是軟硬件結合的技術，進行嵌入式軟件開發(fā)者應對ARM處理器工作原理和硬件接口技術有充分了解。掌握內容掌握內容: : 嵌入式微處理器結構與應用 、ARM指令系統(tǒng)； PXA255/270的電子文檔(內存地址分配、GPIO控制、中斷控制、通用接口（USB/Network/UART）、DMA等。 單片機編程、電路圖設計和PCB制作、模擬和數字電路需要完成內容：需要完成內容： 接口控制板原理圖的繪制 單片機編程（匯編與C）1.6 項目實施軟件方面：軟件方面：1、硬

9、件層；2、操作系統(tǒng)層；3、應用層 掌握內容掌握內容: :1、硬件層：硬件常用接口串口、IIC口的編程；2、OS層：嵌入式Linux操作系統(tǒng)(內核的裁減、驅動程序分析、bootLoader分析、交叉編譯與移植等）；3、應用層 QT GUI開發(fā) Android終端應用和Web服務開發(fā)1.6 項目實施開發(fā)工具方面：掌握內容掌握內容: :1 1、硬件層、硬件層工具：工具：IAR embedded workbench 7.5IAR embedded workbench 7.5硬件：采集板、指紋模塊硬件：采集板、指紋模塊2 2、OSOS層層工具：工具：makefilemakefile、交叉編譯工具鏈、交叉

10、編譯工具鏈資源：資源：bootloaderbootloader、LinuxLinux內核源碼內核源碼3 3、應用層、應用層工具：工具：QT creator/EclipseQT creator/Eclipse資源：資源：java SDKjava SDK2、智能家居項目分配任務簡介任務簡介1、單片機與、單片機與ARM 平臺通信平臺通信難度級別難度級別完成度完成度100%。滿分80分準備工作準備工作1、掌握單片機串口編程。、掌握單片機串口編程。2、掌握單片機中斷程序設計方法和技巧。、掌握單片機中斷程序設計方法和技巧。項目要求項目要求1、利用、利用KEIL C編寫一個編寫一個“單片機單片機” 串口程序

11、。串口程序。 A:通過串口發(fā)送相關的指令給通過串口發(fā)送相關的指令給ARM平臺平臺 。 B: 接收接收ARM平臺發(fā)送過來的信息。平臺發(fā)送過來的信息。2、智能家居項目分配任務簡介任務簡介2、單片機、單片機A/D轉換模塊轉換模塊難度級別難度級別完成度完成度100%。滿分85分準備工作準備工作1、掌握與常用、掌握與常用AD芯片的通信方法和技巧。芯片的通信方法和技巧。2、掌握單片機串口程序設計方法和技巧。、掌握單片機串口程序設計方法和技巧。項目要求項目要求1、利用、利用Keil C編寫一個編寫一個AD模塊讀寫程序。模塊讀寫程序。 A:通過通過AD芯片將傳感器模擬值轉換成數字量芯片將傳感器模擬值轉換成數字

12、量 。 B: 在中斷程序中讀數字量并還原傳感器的物理數值。在中斷程序中讀數字量并還原傳感器的物理數值。2、智能家居項目分配任務簡介任務簡介3、指紋識別模塊、指紋識別模塊難度級別難度級別完成度完成度100%。滿分85分準備工作準備工作1、掌握指紋識別的通信原理。、掌握指紋識別的通信原理。2、掌握單片機串口程序設計方法和技巧。、掌握單片機串口程序設計方法和技巧。項目要求項目要求1、利用、利用Keil C編寫一個指紋模塊讀寫程序。編寫一個指紋模塊讀寫程序。 A:通過串口將指紋信息存儲。通過串口將指紋信息存儲。 B: 識別指紋并匹配。識別指紋并匹配。2、智能家居項目分配任務簡介任務簡介4、Linux操

13、作系統(tǒng)移植操作系統(tǒng)移植難度級別難度級別完成度完成度100%。滿分95分準備工作準備工作1、掌握交叉編譯環(huán)境的搭建、掌握交叉編譯環(huán)境的搭建2、掌握、掌握BootLoader、內核、文件系統(tǒng)編譯方法。、內核、文件系統(tǒng)編譯方法。2、掌握操作系統(tǒng)移植到、掌握操作系統(tǒng)移植到Xbase270開發(fā)板的方法和技巧。開發(fā)板的方法和技巧。項目要求項目要求1、利用、利用Redhat 9.0搭建交叉編譯環(huán)境。搭建交叉編譯環(huán)境。2、進行、進行blob引導程序的編譯和移植。引導程序的編譯和移植。3、進行、進行Linux 2.4內核的編譯和移植內核的編譯和移植4、利用、利用busybox進行根文件系統(tǒng)的移植。進行根文件系統(tǒng)

14、的移植。2、智能家居項目分配任務簡介任務簡介5、GSM 通信通信難度級別難度級別完成度完成度80%。滿分100分準備工作準備工作1、掌握串口編程。、掌握串口編程。2、掌握、掌握AT 指令使用方法和技巧。指令使用方法和技巧。3、QT /QTOPIA 編程方法和技巧。編程方法和技巧。項目要求項目要求1、利用、利用QT 應用程序編寫一個應用程序編寫一個GSM 控制程序。控制程序。 A: GSM 初始化。初始化。 B: GSM 發(fā)送短信。發(fā)送短信。 C: GSM 接收短信，并對短信接收短信，并對短信 內容進行判斷，用圖標顯示接收內容進行判斷，用圖標顯示接收短信的狀態(tài)。短信的狀態(tài)。2、智能家居項目分配任

15、務簡介任務簡介6、視頻采集與網絡通信、視頻采集與網絡通信難度級別難度級別完成度完成度80%。滿分100分準備工作準備工作1、掌握、掌握QT/QTOPIA 應用程序制作技巧和方法。應用程序制作技巧和方法。2、掌握、掌握QSocket 網絡編程的方法和技巧。網絡編程的方法和技巧。3、掌握視頻采集方法和技巧。、掌握視頻采集方法和技巧。項目要求項目要求1、利用、利用QT 應用程序編寫一個網絡傳輸程序，用于傳輸監(jiān)控信息和應用程序編寫一個網絡傳輸程序，用于傳輸監(jiān)控信息和視頻采集信息。視頻采集信息。 A: 利用利用Open CV 實現視頻數據的采集。實現視頻數據的采集。 B: 利用利用QSocket 編程，

16、實現視頻和監(jiān)控信息的傳輸。編程，實現視頻和監(jiān)控信息的傳輸。2、智能家居項目分配任務簡介任務簡介7、智能家居手機端應用模塊、智能家居手機端應用模塊難度級別難度級別完成度完成度80%。滿分100分準備工作準備工作掌握掌握Android應用程序制作技巧和方法。應用程序制作技巧和方法。項目要求項目要求1、利用、利用Eclipse編寫編寫Android 應用程序，實現智能家居監(jiān)控功能。應用程序，實現智能家居監(jiān)控功能。 A: 運用運用http協(xié)議與嵌入式協(xié)議與嵌入式web服務器通信。服務器通信。 B：監(jiān)視智能家居的運行狀態(tài)。：監(jiān)視智能家居的運行狀態(tài)。 c：對中央嵌入式控制器發(fā)送控制命令。：對中央嵌入式控制器發(fā)送控制命令。2、智能家居項目分配任務簡介任務簡介