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嵌入式智能家居控制系统的硬件和软件设

计-建筑工程论文-土木建筑论文

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近年来，人们的生活水平明显提高，越来越多的人们关注家

居生活。嵌入式智能家居控制系统通过构建家庭信息网络，在家居环

境中将不同家电产品结合成为一个整体，由控制系统对家电设备进行

异地或者集中的智能化管理和控制，为人们提供各类家居信息，推动

智能家居的快速发展。

1嵌入式智能家居控制系统的硬件设计

嵌入式智能家居控制系统硬件设计要充分考虑到系统的扩展

性和稳定性。嵌入式智能家居控制系统的硬件设计主要分为两部分:

控制板和核心板，控制板上主要包含一些外围接口，核心板用来构建

嵌入式家居的最小系统。

嵌入式智能家居核心板主要由外围存储芯片、微处理器等组

成，智能家居控制系统可以采用S3C2440微处理器，S3C2440微处

理器被广泛的应用于多媒体、手持运算、便捷式通信产品等嵌入式领

域，使Win-dowsCE轻松运行，并且极大地提高嵌入式智能家居控

制系统的实时性。嵌入式智能家居控制系统的GPＲS模块可以采用

MC35TS芯片，将控制系统处理器和串口信号线ＲXD2、TXD2相连

接［1］。同时，嵌入式智能家居控制系统的LCD可以由CPU进行

控制，但是需要在控制系统中设置驱动电路，触摸屏使用4线电阻

式，使它和控制系统CPU的XMON、nXPON、YMON、nYPON相连。

嵌入式智能家居控制系统的输入控制信号要和CPU的GPIO端口

相连接，当嵌入式智能家居控制系统在控制某个家电时，只需要将控

制系统的指定端口写入1或者0，再通过无线或者有线的方式，由

智能家居控制系统的接口来控制家居的其他家电。

2嵌入式智能家居控制系统的软件设计

嵌入式智能家居控制系统要充分考虑到系统对网络功能和实

时性的要求，选择Linux和WindowsCE操作系统，综合Windows

CE操作系统的用户界面和系统开发难度等情况，重点开发智能家居

控制系统的应用层，优化WindowsCE操作系统的运行。另外，在开

发WindowsCE．net产品时，要重点考虑三方面，其一是开发操作

系统的应用程序，其二是开擦驱动程序，其三是定制操作系统内核。

在操作系统开发过程中，可以采用EmbeddedVisualC++应用开发

程序和PlatformBuilder内核定制工具［2］。

2．1定制操作系统平台

在构建嵌入式智能家居控制系统硬件平台时，要根据嵌入式

智能家居控制系统的具体应用，定制合适的操作系统平台。通常情况

下，嵌入式系统是一个资源非常受限的系统，并且在嵌入式智能家居

控制系统硬件平台上难以直接编写软件，当前主要采用目标机/宿主

机模式，首先，在计算机网络系统上编写代码，其次，利用交叉编译

在操作系统平台上生成可以运行二进制文件，最后，将二进制文件下

载到操作系统目标平台上进行运行。在开发嵌入式智能家居控制系统

之前，要配置和建立好交叉开发环境。

WindowsCE操作系统平台的定制过程如下:首先，选择

WindowsCE操作系统基本配置，为操作系统特定平台选择板级支持

包BSP和微处理器。其次，根据WindowsCE操作系统架构和标准

开发向导，构建一个特定的平台，根据相关硬件设备适当添加和裁减

组件，设置驱动程序，开发BootLoader，如果需要修改WindowsCE

操作系统的配置文件，封装操作系统的各个功能模块，在特定平台上

编译生成OS镜像文件。

再次，通过串口、USB或者以太网将镜像文件下载到智能家

居的目标设备上，利用PlatformBuilder提供的调试工具，根据

WindowsCE操作系统的运行情况进行调试、下载、封装和重新配置，

直到操作系统达到运行要求，创建系统平台。最后，导出SDK软件

的开发工具包，在Win-dowsCE操作系统平台上运行并且安装，在

该特定硬件平台上开发WindowsCE操作系统的应用程序。SDK包含

库函数使用文档、示例程序源代码、头文件程序库、设备驱动工具包、

API以及编程指导［3］。

2．2开发驱动程序