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(多图) 基于ARM7的远程智能住宅控制装置的研制

菏泽学院机电工程系 侯建华?? 2010年03月17日 ?? 收藏0

  1 总体方案设计

  如图l所示。智能家电控制系统由家庭智能控制模块、家庭内部网络系统、以及GPRS模块等几部分构成。

硬件系统结构

  (1)家庭智能控制器:该部分是系统的核心。采用嵌入式系统设计,能够自动运行、处理数据,通过RS485总线管理和控制家庭系统。并且控制器通过GPRS模块,实现家庭系统与外部网络的通讯,使用户可以通过短信和互联网等方式实现家庭系统的远程控制,同时,控制器还通过键盘和显示屏为用户提供人机界面,方便用户实现本地控制。

  (2)家庭系统:家庭系统通过单片机组成若干小的控制系统控制各家用设备,并通过统一的控制总线将这些小的控制系统组成网络,连接到家庭智能控制器,受家庭智能控制器控制。

  家庭智能控制器系统的具体功能包括:

  (1)家用设备的数据采集:采集家用设备包括室内温度、灯具家电、防盗门等设备的状态数据,经控制器处理后反馈给用户。

  (2)本地控制:用户通过控制器上的键盘和显示屏,对家用设备进行监控。

  (3)远程控制:远程用户可以通过发送手机短信或通过互联网对家庭系统进行控制和查询。

  (4)自动报警:当控制器检测到非法闯入或温度超高等报警信号时,及时触发室内报警装置,并通过发送报警短信等方式及时通知用户。

  (5)温度查询:用户可以通过控制器查询室内温度。

  (6)红外家电控制:接收用户命令,通过红外发射电路控制电视、空调等红外可控的家电设备。

  2 系统硬件设计

  2.1 硬件系统结构

  本文选用三星公司S3C4480芯片作为控制器的中心控制模块,负责和GPRS通信模块、家庭系统模块、数据存储、键盘、显示屏等模块进行通讯以及系统的数据采集和处理。主要分为家庭智能控制器和家庭系统两部分。

  2.2 智能住宅家庭控制装置的硬件设计

  控制器的电路设计部分主要分为如下几个模块:

  (1)ARM处理器S3C44B0的外围电路模块:包括电源管理、键盘、显示屏以及SDRAM、FLASH等数据及程序存储设备。

  (2)GPRS通信模块及其外围电路设计:GPRS模块用于实现远程用户与控制终端的数据传送,本文选用了西门子公司的MC35I模块。其外围电路设计主要完成了MC35模块的供电部分,数据传送、模块启动和关闭及工作模式指示等部分的电路设计。

  (3)串口扩展:GPRS modem拨号上网需要处理器为其提供完整的9线串口,而S3C4480只提供了3线串口。因此本文通过外接双通道的通用异步收发器ST16C2550扩展了完整的9线串口扩展。

  (4)RS485转换器:通过TI公司的RS485接口芯片75LBCl84,实现了S3C4480(单片机)串行口的TTL电平与RS485电平之间的转换,该芯片的输入阻抗为RS485标准输入阻抗的2倍(≥24kΩ),故可以在总线上连接64个节点。

  2.2.1 ARM处理器的外围电路设计

  2.2.1.1 开发板资源的使用

  开发板提供了丰富的外部资源,下面对除了电源、时钟源、复位电路等必要配置外,系统使用到的部分资源作简要介绍:

  外部存储器配置:2MB FLASH、8MB SDRAM,为系统数据、程序和操作系统内核的存储和运行提供存储空间。

  扩展网口:10M网口,RTL8019AS,该部分用于从PC机上下载操作系统内核和应用程序。

  LCD接口(带LCD显示屏):320×240,STN,16级灰度,最大可接640×480256色。

  键盘:键盘和LCD接口用于为用户提供本地控制的人机交互界面。

  串口:两个标准RS232接口。用于和PC机连接,通过超级终端进行系统调试。

  JTAG接口:利用JTAG仿真器可以通过JTAG边界扫描口进行在线仿真。目前JTAG有两种标准,即14针接口和20针接口,开发板采用的是标准14针JTAG接口,支持ARM7全系列处理器,支持STD,并口连接,支持网络调试功能。

  蜂鸣器:作为室内的报警信装置。

  2.2.1.2 系统存储器的分配

  S3C44B0支持数据存储的大/小端选择(通过外部引脚进行选择);具有8个存储体,每个存储体可达32MB,总共可达256MB;对所有存储体的访问大小均可以改变(8位/16位/32位);8个存储体中,Bank0~Bank5可以支持ROM、SDRAM;Bank6、Bank7可支持ROM、SRAM和SDRAM等;7个存储体的起始地址固定,1个存储体的起始地址可变。

  开发板中FLASH选用SST39VFl60,lM×16位,作为程序存储器主要用于替代ROM,必要时也可以存储部分重要数据。开发板中SDRAM芯片选用HY57V641620,4M×16bit,存储容量为8MB。用SDRAM当作系统内存。


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ARM7智能住宅? S3C44B0?

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