嵌入式系統(tǒng)在智能冰箱中的應(yīng)用資料

1、基于(jy)嵌入式系統(tǒng)PXA270在智能冰箱中的應(yīng)用共十八頁主要(zhyo)內(nèi)容主要功能產(chǎn)品(chnpn)特點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)發(fā)展前景共十八頁主要(zhyo)功能智能冰箱是一種能對(duì)冰箱進(jìn)行智能化控制、對(duì)食品進(jìn)行智能化管理的冰箱，其主要功能有： 食品管理智能化； 食品購買網(wǎng)絡(luò)化； 食品訂購自動(dòng)化； 廚房生活趣味(qwi)化； 網(wǎng)絡(luò)交易安全化； 系統(tǒng)設(shè)置人性化。共十八頁產(chǎn)品(chnpn)特點(diǎn)系統(tǒng)選用RFID卡作為食品信息載體(zit)，當(dāng)食品放入冰箱時(shí)，安裝在冰箱內(nèi)的RFID讀卡器讀取食品信息，存入數(shù)據(jù)庫并監(jiān)視食品狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)食品將要過期或者用盡時(shí)，會(huì)通過短信提醒用戶，用戶也可以利用手機(jī)短信隨時(shí)獲

2、取食品信息；系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)，享用超市提供的網(wǎng)上購物服務(wù)；當(dāng)冰箱內(nèi)食品將要用完時(shí)，系統(tǒng)會(huì)按照用戶的設(shè)置自動(dòng)為用戶購買；冰箱提供了大量菜譜，并能夠選出當(dāng)前冰箱內(nèi)食品可以制作哪些菜，用戶可以自制菜譜并上傳到廠商服務(wù)器，也可以下載別人的菜譜參考；系統(tǒng)采用了嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò)安全策略，保證網(wǎng)上交易的安全性；系統(tǒng)操作簡單，界面美觀，安全級(jí)別高，送貨時(shí)間等都允許用戶自由設(shè)置。共十八頁硬件(yn jin)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)智能冰箱控制器時(shí)，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，應(yīng)將控制器硬件設(shè)計(jì)成核心板和控制板兩部分。核心板主要用來構(gòu)成一臺(tái)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，控制板是一些(yxi)外圍接口。共十八頁P(yáng)XA270核心(h

3、xn)板核心板采用的是Intel公司生產(chǎn)的PXA270嵌入式微處理器，基于ARMv5E的Xscale核心，最高頻率可達(dá)624MHz，并內(nèi)建64MB的堆棧型Intel StrataFlash內(nèi)存。內(nèi)置LCD控制器，支持24位色雙屏顯示，支持兩個(gè)overlays窗口和一個(gè)硬件(yn jin)光標(biāo)，內(nèi)部集成7通道DMA。PXA270的LCD控制器與觸屏連接實(shí)現(xiàn)視頻輸出，同時(shí)FLASH作為存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)WinCE5.0內(nèi)核和文件的存儲(chǔ)。共十八頁GSM模板(mbn)GSM模板采用的是Siemens公司的TC35，模板主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊（ASIC）、內(nèi)存、ZIF連接器、天線接口六

4、部分組成。TC35共有40個(gè)引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、COU（啟動(dòng)電路）、數(shù)據(jù)通信接口電路、SIM卡電路等連接，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)（Short Message Service）和傳真。模塊的工作電壓為3.35.5V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段，所在頻段功耗分別為2W（900M）和1W(1800M)。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，該模式還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測功能，常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨(dú)特的40引腳

5、的ZIF連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號(hào)(xnho)、及控制信號(hào)(xnho)的雙向傳輸。通過ZIF連接器及50歐天線連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。共十八頁CF無線網(wǎng)卡CF無線網(wǎng)卡是基于(jy)802.11無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，選用SENAO公司CF接口的SL-2511 CF無線網(wǎng)卡，其最大覆蓋范圍可達(dá)400m，支持IEEE 802.11b,傳輸速率最大高達(dá)11Mbps.CF接口有其固定的協(xié)議，所以用一片CPLD接在PXA270的GPIO口上，完成CF口的邏輯控制，并且在CPLD和CF接口之間用74VC16245A連接，以實(shí)現(xiàn)總線方向的控制。共十八頁控制板控制板塊是基于ARM7單片

6、機(jī)系統(tǒng)作為冰箱信息的采集和預(yù)處理終端。采用Philips公司生產(chǎn)的LPC2210嵌入式微控制器。RFID讀卡器，各種傳感器接在ARM7上。溫度傳感器與溫度控制：TI TMP17數(shù)字式溫度傳感芯片，I2C總線接口，可提供在-25攝氏度到80攝氏度之間正負(fù)1.5攝氏度誤差的溫度測試值，供應(yīng)電壓范圍2.75.5V。壓力傳感器：壓力傳感器通過冰箱內(nèi)支撐壓力的變化來計(jì)算冰箱內(nèi)物品(wpn)的重量變化。系統(tǒng)采用350歐標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)變片作為壓力傳感器。當(dāng)冰箱內(nèi)支撐板上施加壓力時(shí)，應(yīng)變片感受到支撐板形變，從而阻值發(fā)生改變，物品的變化通過壓力的改變計(jì)算出來。RFID設(shè)計(jì)：采用最新Philips高集成ISO14443

7、A讀卡芯片MF RC500或RS485芯片、自動(dòng)波特率探測、軟件控制輸出頻率及持續(xù)時(shí)間，非常方便。共十八頁軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要是操作系統(tǒng)的裁剪和移植、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫和固化以及應(yīng)用程序的開發(fā)。1. 操作系統(tǒng)的移植和裁剪 Win CE 是微軟開發(fā)的一種嵌入式操作系統(tǒng)。它是一種模塊化的、可組裝定制的、實(shí)時(shí)的、有強(qiáng)大通信能力、搶占式、多任務(wù)、開放、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng)。與PC上的Windows 操作系統(tǒng)相比，Win CE 可視為小、快、可靠、方便易用的Windows。Win CE 是專門面向只有有限資源的硬件系統(tǒng)，它不需要標(biāo)準(zhǔn)硬件，它提供了一個(gè)操作

8、系統(tǒng)所能提供的最大柔性，并且有緊湊高效可伸縮的特性。Win CE 直接支持多類硬件外圍設(shè)備，如鍵盤(jinpn)、鼠標(biāo)設(shè)備、觸摸面板、串行口、以太網(wǎng)、調(diào)制解調(diào)器、USB設(shè)備、音頻設(shè)備、并行口和存儲(chǔ)設(shè)備等。共十八頁一般可以利用Platform Builder(簡稱PB，微軟提供(tgng)的用于平臺(tái)定制和驅(qū)動(dòng)開發(fā)的工具)去定制Win CE/創(chuàng)建BSP、導(dǎo)出一個(gè)定制的軟件開發(fā)工具包（SDK）、開發(fā)與測試驅(qū)動(dòng)程序、在模擬器中測試平臺(tái)或應(yīng)用程序、在目標(biāo)設(shè)備上調(diào)試定制的操作系統(tǒng)鏡像以及在一個(gè)定制的操作系統(tǒng)鏡像上調(diào)試應(yīng)用程序等。Win CE 可分為四個(gè)主要模塊，它們分別是內(nèi)核模塊、對(duì)象存儲(chǔ)/文件系統(tǒng)模塊、

9、網(wǎng)絡(luò)與通信模塊、GWES模塊（圖形、窗口、事件子系統(tǒng)）。除此之外，還有三個(gè)重要的組成部分：驅(qū)動(dòng)程序、設(shè)備管理器、OAL(OEM適配層，OEM Adaptation Layer)。共十八頁2. 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫和固化設(shè)備驅(qū)動(dòng)主要是GSM、RFID卡的處理程序。2.1 GSM通信程序根據(jù)GSM 07.05的定義，SMS短信息的發(fā)送和接收模式共有兩種：基于AT命令的Text模式和基于AT命令的PDU模式。本文采用PDU模式下發(fā)送和接收短消息。PDU串不僅包含可顯示的消息本身，還包含很多其他信息，如SMS服務(wù)中心號(hào)碼、目標(biāo)號(hào)碼和服務(wù)時(shí)間等。ARM設(shè)備和GSM模塊設(shè)備之間的串口通信采用的是超時(shí)控制的同

10、步（阻塞）模式，實(shí)現(xiàn)的方法(fngf)是專門將接收處理封裝在一個(gè)工作子線程內(nèi)。發(fā)送可用WinCE內(nèi)的消息進(jìn)行傳遞。其中，串口通信通過調(diào)用Windows API函數(shù)可以方便實(shí)現(xiàn)自己想要的各種功能。共十八頁共十八頁2.2 RFID讀、寫卡程序 智能冰箱系統(tǒng)(xtng)中，每個(gè)食品貼一張RFID卡，卡中記錄商品的相關(guān)信息。RFID讀卡器ZLG500B讀取冰箱內(nèi)商品信息，然后發(fā)送給ARM7，由ARM7對(duì)信息進(jìn)行初步處理后發(fā)送到智能的核心控制端上，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)冰箱內(nèi)食品的實(shí)時(shí)監(jiān)控。共十八頁2.3 應(yīng)用程序的開發(fā)Win CE 下運(yùn)行的應(yīng)用程序，需要使用專門用于Windows CE 的開發(fā)工具。現(xiàn)在(xin

11、zi)應(yīng)用廣泛的開發(fā)工具就是Embedded VisualC+。EVC是微軟公司推出的Win CE 程序可視化開發(fā)工具。其典型特點(diǎn)就是：界面友好，開發(fā)的程序執(zhí)行效率高。軟件采用基于WEB的客戶機(jī)/服務(wù)器模式，這里只對(duì)客戶端作簡要分析。共十八頁共十八頁發(fā)展前景早在2012年3月，海信便發(fā)布了第一代博納智能冰箱，當(dāng)年9月開始推向市場，并在2013年在全國30多個(gè)大中城市實(shí)現(xiàn)全面鋪貨銷售。 博納智能冰箱是海信推出的高端智能冰箱產(chǎn)品之一，是海信實(shí)施“智能化戰(zhàn)略”的最新成果。海信博納智能冰箱在門體上嵌入10.1寸屏幕(pngm)，搭載Android 3.2操作系統(tǒng)、內(nèi)存高達(dá)1G的特制平板電腦，首次借助智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)冰箱的“食品管理”功能，借助物聯(lián)云服務(wù)平臺(tái)將冰箱變成家庭智能終端。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，海信博納智能冰箱的誕生，具有里程碑式的意義，意味著消費(fèi)者可以過上智能的冰箱保鮮生活。目前家電的智能化已成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，隨著海信、美菱等企業(yè)在智能冰箱領(lǐng)域的布局，將加速整個(gè)智能冰箱終端的市場化進(jìn)程。共十八頁內(nèi)容摘要基于嵌入式系統(tǒng)PXA270在智能冰箱中的應(yīng)用。GSM模板采用的是Siemens公司的TC35，模板主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊（ASIC）、內(nèi)存、Z