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1、新疆工程学院毕业设计新疆工程学院毕 业 论 文题 目: 嵌入式系统在智能家居 中的应用 院(系): 计算机工程系 专业年级 : 通信技术10-02 姓 名 : 魏文华 学 号 : 2010230083 指导教师 : 贾勇 2013年04月1727论文题目：嵌入式系统在智能家居中的应用专 业：通信技术毕 业 生：魏文华 （签名） 指导老师：贾勇 （签名） 计算机工程 系毕业答辩情况记录表答辩人姓名魏文华班 级通信10-02专 业通信技术设计题目嵌入式系统在智能家居中的应用指导老师贾勇答辩日期2013年 4 月 17 日答辩时间时 分 时 分自述回答问题 小结 答辩组长： 年 月 日新疆工程学院毕
2、业设计（论文）评定意见书设计（论文）题目：嵌入式系统在智能家居中的应用专 题： 设 计 者：姓名 魏文华 专业 通信技术 班级 通信10-02 设计时间： 年 月 日 年 月 日指导教师：姓名 职称 单位 评 阅 人：姓名 职称 单位 评定意见：评定成绩：指导教师（签名）： 年 月 日评阅人（签名）： 年 月 日答辩委员会主任（签名）： 年 月 日新疆工程学院毕业设计（论文）任务书一、 题目：嵌入式系统在智能家居中的应用二、 指导思想和目的：三、 设计任务或主要技术指标：四、 设计进度与要求：五、 主要参考书及参考资料：专业班级： 学生： 指导教师： 年 月 日教研室主任（签名）： 系（部）主
3、任（签名）： 年 月 日摘 要智能家居，又称智能住宅。它是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。与智能家居的含义近似的还有家庭自动化、电子家庭、 数字家园、网络家居,智能家庭/建筑等。智能家居也可以定义为一个系统。利用计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。本设计是基于ARM9的智能家居监控模块设计与实现，我们采用ARM9 内核的S3C2410处理器为控制芯片，将软件下载到硬件平台来对家电进行本地和远程控制。硬件
4、系统主要有GSM通讯模块和ARM9系统板两个部分组成。而系统软件主要完成各个模块之间交互通信的功能。关键词：ARM9；智能家居；远程控制目 录1 绪论11.1 目的与意义11.2 研发背景21.2.1 ARM介绍21.2.2 嵌入式Linux介绍21.2.3 GSM介绍32嵌入式系统开发概述52.1 嵌入式系统概述52.2 嵌入式系统的特点52.3 嵌入式系统的基本组成72.3.1 嵌入式处理器72.3.2嵌入式外围设备82.3.3嵌入式软件82.3.4 嵌入式操作系统83 智能家居概述93.1 研究背景93.2.研究现状94 需求分析104.1 用户需求104.2 需求分析104.2.1 G
5、SM信息接收处理114.2.2 处理信息及画面显示114.2.3 系统结构框图115 智能家居基本模块及解决方案125.1 智能家居的基本功能模块125.2 家庭对外通信模块125.3 家庭网关模块135.4 家庭安全防范模块145.5 家庭设备自动控制模块146 模拟实现硬件、软件设计166.1 硬件选型166.2 模拟实现软件设计166.2.1 获取短信内容模块177 智能家居的发展趋势227.1 功能需求将决定智能家居未来发展趋势227.2 智能家居网络家庭技术发展趋势24结 论26参 考 文 献27致 谢281 绪论当网络席卷整个社会，带来经济飞速发展的同时，也给人们的生活带来无限的惊
6、奇。不断更新的生活方式，使得越来越多的人追求对生活的舒适度和享受度。智能家居作为新生力量呼之欲出，自然地走进了我们的生活，随之，引领新一代的数字家庭生活。目前，智能家居在全球都呈现良好的发展趋势。国外，智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。在国内，智能家居已经走过了“概念期”，正是基于对智能家居市场发展前景的展望，使得智能家居不断地纳入各研发单位、房产开发公司等。他们正是基于对这个难得机遇的意识，开始为研究和开发相关系统和产品进行先期的部署和规划，越来越多的企业开始介入智能家庭网络这个全新的领域。1.1 目的与意义本设计是基于ARM9的智能家居监控模块开发与实现，我们采用ARM9
7、 内核的S3C2410处理器为控制芯片，再将Linux系统移植到硬件平台上，然后设计好相应的驱动程序和应用程序，最后将软件下载到硬件平台来对家电进行本地和远程控制。系统主要有GSM通讯模块和ARM9系统板两个部分组成。而系统软件主要完成各个模块之间交互通信的功能。智能家居与普通家居相比，它不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。智能家居是数字家庭的一部分，只有将智能控制和上
8、网功能集成起来，才形成真正意义上的数字家庭。数字家庭涉及的领域将综合生活中的娱乐、工作、投资理财、学习、医疗、教育等，是实现家庭内部、家庭和社会的实时性沟通的综合系统。数字家庭伴随着无线而产生，也使无线技术得到了充分的应用和体现。1.2 研发背景1.2.1 ARM介绍ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前,全世界有几十家大的半导体公司都使用
9、ARM公司的授权,因此既使得 ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进入市场被消费者所接受,更具有竞争力。目前,采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器,即我们通常所说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。1.2.2 嵌入式Linux介绍Linux从1991年问世到现在，短短的十几年时间已经发展成为功能强大、设计完善的操作系统之一；可与各种传统的商业操作系统分庭抗争。越来
10、越多的企业和研发机构都转向嵌入式Linux的开发和研究上，在新兴的嵌入式操作系统领域内也获得了飞速发展。嵌入式linux，是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。嵌入式linux既继承了Interlnet上无限的开放源代码资源 ，又具有嵌入式操作系统的特性 。嵌入式Linux的特点：第一，Linux系统是层次结构且内核完全开放。Linux是由很多体积小且性能高的微内核系统组成。在内核代码完全开放的前提下，不同领域和不同层次的用户可以根据自己的应用需要方便地对内核进行改造，低成本地设计和开发出满足自己需要的嵌入式系统。第二，强大的网络支持功能。L
11、inux诞生于因特网时代并具有Unix的特性，保证了它支持所有标准因特网协议，并且可以利用Linux的网络协议栈将其开发成为嵌入式的TCP/IP网络协议栈。第三，Linux具备一整套工具链，容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境，可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具的障碍。传统的嵌入式开发的程序调试和调试工具是用在线仿真器实现的。它通过取代目标板的微处理器，给目标程序提供一个完整的仿真环境，完成监视和调试程序；但一般价格比较昂贵，只适合做非常底层的调试。使用嵌入式Linux，一旦软硬件能够支持正常的串口功能，即使不用仿真器，也可以很好地进行开发和调试工作，从而节省一笔不小的开发费用。第四，
12、Linux具有广泛的硬件支持特性。Linux支持各种主流硬件设备和最新硬件技术，甚至可以在没有存储管理单元的处理器上运行。这意味着嵌入式Linux将具有更广泛的应用前景。1.2.3 GSM介绍 GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称全球通，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术。GSM（全球移动通信系统）是一种广泛应用于欧洲及世界
13、其他地方的数字移动电话系统。GSM使用的是时分多址的变体，并且它是目前三种数字无线电话技术（TDMA、GSM和CDMA）中使用最为广泛的一种。GSM将资料数字化，并将数据进行压缩，然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去，另外的两个用户数据流都有各自的时隙。GSM及其他技术是无限移动通信的演进，无线移动通信包括高速电路交换数据、通用无线分组系统、基于GSM网络的数据增强型移动通信技术以及通用移动通信服务。 （1）GSM使用上直观的特点： GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。 （2）GSM的技术特点：1. 频谱效率。由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率。2. 容量。由于每个信道传输带宽增加，使同频复用栽干比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/
