嵌入式系统原理与设计第8章 家庭安防远程监控系统设计.ppt

* 本节提要 1 2 3 功能需求分析及总体设计 系统硬件设计 软件设计 8.1 功能需求分析及总体设计 家庭安防监控系统主要是通过远程安防监控器实现对家庭智能化系统中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置进行集中的或异地的控制和家庭事务性管理，实现对家庭中重要设备进行远程信息查询、安防报警、远程监控等功能。 图8-1家庭安防系统总体结构图 整个安防监控器的电路框图如图8-2所示，由电源电路、人机交互模块、主控模块、移动通信模块、设备控制模块、数据采集模块、PSTN模块、语音录放模块等电路组成。 主控模块 PSTN模块 语音录放模块 移动通信模块 数据采集模块 人机交互模块 设备控制模块 电源模块 本节提要 1 2 3 功能需求分析及总体设计 系统硬件设计 软件设计 8.2系统硬件设计 系统功能较多，考虑系统对实时性、功耗、成本、扩展性等要求，安防监控器采用S3C44B0X作为处理器，采用双音多频解码集成电路芯片MT8888和ISD4004语音芯片实现报警器的主要功能，PSTN模块主要由主控芯片电路、语音模块电路、振铃检测电路、摘挂机电路、双音频信号收发器电路、输出放大电路和输入放大电路等部分组成。 表8-1 S3C44B0X主要端口分配表 端口号 连接端口 功能描述 端口号 连接端口 功能描述 GPF0 K1 继电器K1控制，接通电话通道 nOE MT8888 /RD MT8888读控制引脚 GPF1 K2 继电器K2控制，选择播放录音通道 nWE MT8888 /WR MT8888写控制引脚 GPF2 K3 继电器K3控制，选择录音通道 ExINT0 D4A 74LS123 /Q 电话振铃输入检测 GPF3 ISD4004 RAR ISD4004行地址时钟引脚 ExINT1 D4B 74LS123 /Q MT8888按键输入信号检测 GPF4 ISD4004 /SS ISD4004片选 ExINT2 ISD4004 /INT ISD4004中断引脚 D0-D3 MT8888 D0-D3 MT8888数据引脚 SIOCK ISD4004 SCLK ISD4004时钟引脚 A1 MT8888 RS0 MT8888地址选择引脚 SIOTxD ISD4004 MOSI ISD4004数据输入引脚 nGCS3 MT8888 /CS MT8888片选引脚 SIORxD ISD4004 MISO ISD4004数据输出引脚 监控器所涉及的关键技术主要在以下几个方面： 1.DTMF(Dual Tone Multi Frequency)收发芯片MT8888CE的电路设计； 2.基于语音芯片ISD4004的录放音电路设计； 3.电话控制模块家电控制语音提示信息的存放和寻址。 本章主要对这几个模块的电路设计进行介绍，其它电路如电源、串口、键盘、LCD等电路设计参考第五章。 8.2.1振铃检测电路设计 8.2.2 摘挂机电路设计 8.2.3电话DTMF收发器电路设计 8.2.4语音模块设计 8.2.5 GSM通信模块 主控制器 串口 DC电源 GSM模块 SIM 本节提要 1 2 3 功能需求分析及总体设计 系统硬件设计 软件设计 8.3软件设计 要实现家电（空调、电视、等）的远程开、关控制，家电状态的远程查询，必须对设备进行编号，设计规范的查询控制的命令格式，才能进行正确地监控家电设备。在一般家庭中电器类型有以下几种： 1：空调 2：电视 3：热水器 4：灯开关 5：煤气监测器 6：火焰监测器 设备的监控命令设计为如下格式： 监控命令格式：命令类型+命令分类+设备序号+设备状态。命令类型主要分为查询命令和控制命令两种；命令分类是指查询命令中的查询分类，控制命令中的分类，如0表示关、1表示开；设备序号是指家电设备的编号；设备状态是在查询和控制动作的返回结果，具体见表8-2。 表8-2 监控命令格式 命令类型 命令分类 设备序号 设备状态3 0查询命令 1控制命令 1 开空调（控制1） 1 空调 1 开 0 关空调（控制、查询2） 0 关 1 开电视（控制） 2 电视 1 开 0 关电视（控制、查询） 0 关 1 开热水器（控制） 3 热水器 1 开 0 关热水器（控制、查询） 0 关 1 开灯（控制） 4 灯开关 1 开 0 关灯（控制、查询） 0 关 1 开煤气开关（控制） 5 煤气监测器 1 浓度高 0 关开煤气开关（控制、查询） 0 无煤气 1 开喷水开关（控制） 6 火焰监测器 1 有火焰 0 关喷水开关（控制、查询） 0 无火焰 根据系统功能将任务划分为GSM短信查询控制任务、报警任务、电话查询控制任务、键盘设置等任务，本章主要针对前