一种基于arm与gprs的家庭智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统。
【背景技术】
[0002]随着生活节奏的不断加快，人们希望即使在工作或外出时也能及时了解家中的情况并控制家中的各种设备。各种无线通信技术的不断发展，使家庭智能系统的远程控制成为一种现实。
【发明内容】
[0003]本发明结合ARM9处理器功能强大、GPRS技术永远在线，接入范围广，功耗低以及ZigBee无线组网技术等优点，设计实现了一种基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统，包括ARM9控制器、FLASH、SDRAM,以太网接口模块、GPRS接口模块、USB摄像头、ZigBee收发模块、电源及复位模块、触摸屏显示模块和家庭智能控制模块，所述FLASH、SDRAM,以太网接口模块、GPRS接口模块、USB摄像头、ZigBee收发模块、电源及复位模块和触摸屏显示模块分别与ARM9控制器相连，所述家庭智能控制模块通过ZigBee收发模块与ARM9控制器通信。
[0005]优选地，所述的家庭智能控制模块包括家电控制模块、窗帘控制模块、灯光控制模块和安防控制模块。
[0006]优选地，所述的ARM9控制器的型号为S3C2440。
[0007]优选地，所述的ZigBee收发模块的型号为CC2430。
[0008]优选地，所述FLASH 采用 64M 的 NAND 型 Flash K29F2808。
[0009]优选地，所述SDRAM选用2片HY57V561620 CTP-H构成容量为64MB高速动态随机存储器。
[0010]本发明提供了一种基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统，给出了详细的系统架构方案，从软、硬件两方而阐述了设计思路和实现方法。系统采用GPRS技术实现了家庭智能系统的远程控制；采用ZigBee技术组建家庭无线网络，很好的解决了主控制器与各家庭控制模块之间的通信问题，避免了繁琐的布线；有很好的实际运用价值，是未来家庭智能系统发展的一个趋势。
【附图说明】
[0011]图1为本发明系统硬件结构图；
[0012]图2为ARM控制器与GPRS模块连接图；
[0013]图3为系统主程序流程。
【具体实施方式】
[0014]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的描述。
[0015]一种基于ARM与GPRS的家庭智能控制系统，包括ARM9控制器、FLASH、SDRAM、以太网接口模块、GPRS接口模块、USB摄像头、ZigBee收发模块、电源及复位模块、触摸屏显示模块和家庭智能控制模块，所述FLASH、SDRAM,以太网接口模块、GPRS接口模块、USB摄像头、ZigBee收发模块、电源及复位模块和触摸屏显示模块分别与ARM9控制器相连，所述家庭智能控制模块通过ZigBee收发模块与ARM9控制器通信。
[0016]所述的家庭智能控制模块包括家电控制模块、窗帘控制模块、灯光控制模块和安防控制模块。
[0017]所述的ARM9控制器的型号为S3C2440。
[0018]所述的ZigBee收发模块的型号为CC2430。
[0019]所述FLASH 采用 MM 的 NAND 型 Flash K29F2808o
[0020]所述SDRAM选用2片HY57V561620 CTP-H构成容量为64MB高速动态随机存储器。
[0021]系统硬件设计:本系统硬件电路框图如图1所示，主要由ARM9控制器，电源及复位模块，触摸屏显示模块，USB摄像头，以太网接口模块，GPRS模块，ZigBee收发模块，各家庭控制模块等组成。
[0022]ARM中央控制模块:ARM中央控制模块由ARM9控制器、FLASH、SDRAM、电源及复位模块、触摸屏显示模块及相关外围电路组成。系统选用SAMSUNG的基于ARM920T内核的16/32位RISC处理器S3C2440作为控制器。S3C2440处理器功能强大、性价比高、功耗低，除具有一般嵌入式芯片所具有的总线、SDRAM控制器以外，还具有丰富的扩展功能接口，内部集成了 TFT/STN LCD和触摸屏控制器、SD&MMC存储卡接口和摄像头接口等大景的功能模块，便于构建外围电路，视频处理能力非常强。系统采用64M的NAND型Flash K29F2808来存放系统启动代码、内核代码及根文件系统；SDRAM选用2片HY57V561620 CTP-H构成容量为64MB高速动态随机存储器。
[0023]ZigBee收发模块:为了满足家庭智能系统简洁、方便的要求，系统采用ZigBee无线通信技术组建家庭网络。ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。ZigBee收发模块采用支持IEEE802.15.41办议，技术成熟的CC2430芯片。经测试，室内有效传输距离为30?40m，完全能够覆盖普通家庭环境。下而从抗干扰及功耗两方而阐述木设计的可行性。
[0024]Zigbee抗干扰性能分析:ZigBee技术的抗干扰特性主要是指抗同频干扰。IEEE802.15.4标准中提供了很多抗干扰机制，比如:空闲信道评估，动态信道选择，信道算法等。实验证明，正确选择信道，增大频偏，ZigBee与W1-Fi可以近距离(小于2m)共存；蓝牙采用调频技术，对ZigBee的干扰很小，两者能很好的共存iWirelessUSB可以根据干扰环境自动变换信道，因此完全可以同ZigBee共存；此外，为了减小无绳电话(2.4GHz)对ZigBee的干扰，设计中ZigBee设备放置在离客厅中心较远的地方，使干扰源尽景远离ZigBee网络，经测试可行；当微波炉与ZigBee设备距离大于lm时，干扰则可以忽略不计。因此ZigBee在2.4GHz频段能可靠地与Wi_F1、蓝牙、WirelessUSB以及家用无绳电话和微波炉共存。
[0025]Zigbee功耗分析:ZigBee模块支持多种工作模式，包括运行(发送与接收)、空闲和休眠等。通过监测传感器节点的正常工作，发现节点大部分时间处于空闲状态。而空闲模式的功率消耗与运行模式大体相同，收发模块长期处于空闲模式会消耗大量能量。因此，当节点空闲时应使其处于休眠状态。当需要节点工作时，通过外部中断或定时中断将其唤醒，进入运行状态。经测试，系统运行一个月后，电池电压变化轻微，实际应用中两节普通5号干电池使用寿命超过一年。
[0026]GPRS 接口模块:GPRS (General Packet Rad1 Service)，即通用分组无线服务技术，是一种以GSM为基础的数据传输技术。GPRS采用分组交换技术，支持资源共享，频带利用率高，数据传输率高。GPRS最高传输率可达171.2kbit/s，支持X.25协议和IP协议；用户永远在线且按流量、时间计费，通信成本低。因此，将GPRS技术应用于家庭智能控制系统的无线数据传输是最佳选择。
[0027]GPRS接口模块主要功能是通过GPRS网络实现ARM控制器与户主手机之间的数据交换。经过性能与成本的综合考虑，系统选用西门子公司的MC55GPRS模块。