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1、青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 基于ARMcortex-A8内核的嵌入式智能家 居系统的设计与开发 姓 名： 学 院： 理学与信息科学学院 专 业： 通信工程 班 级： 2010级2班 学 号： 20102825 指导教师： 刘金梅 2014年6月1日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明
2、确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书 本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日基于ARMcortex-A8内核的嵌入式智
3、能家居系统的设计与开发摘要：随着“物联网”的发展，智能家居近年来成为家电企业研究的热点。本设计基于S5PV210芯片，采用嵌入式系统开发的方式，利用Zigbee组网技术，模拟了一套简单的智能家居系统。本系统利用Zigebee组网技术，实现对水、声、火焰、震动的远程监控，并且通过协调器与开发板实现交互，同时可以通过PC机实现对开发板的登陆。系统采用ARMcortex-A8内核，运算速度快，功耗低，体积小，能够兼容多种复杂的外设。Zigbee模块适用小型系统，支持组网无限扩展的模式。经测试，系统实现了预计功能。关键词：智能家居；嵌入式开发；Zigbee；传感器；S5PV210The Design
4、and Development of IntelligentHome System Based on ARMcortex-A8 KernelAbstract:With the development of Internet of things,intelligenthomebecomes a hot research field forhousehold electrical applianceenterprisesin recent years.This project is based on S5PV210chip. The embedded system developmentmetho
5、d is adopted and Zigbee networking technology is used to simulatea simple set ofintelligenthome system.Zigebee network technology is used to monitor water, sound, flame, shock remotely. User can communicate with development board by the coordinator or log in development board by PC machine. The ARMc
6、ortex-A8 is adopted as kernel in the system. The system has advantages such as fast operation, low power consumption, small size and can be compatible with a variety of complex peripherals. The Zigbee is a perfect choice for small system, which supports unlimited expansion mode network. By testing,
7、the system has realized expected functions.Keywords:intelligenthome;embedded development;Zigbee;sensor;S5PV210II目录前言11 系统整体分析与方案论证21.1 项目方案分析21.1.1项目需求分析21.1.2项目初步方案设计21.2 方案论证及器件选型31.2.1 最初方案论证及方案定型31.2.2 项目器件选型32 系统技术介绍52.1 ZigBee技术介绍52.1.1 ZigBee技术简介52.1.2 ZigBee技术特点52.1.3 ZigBee应用实例62.2嵌入式LINUX系
8、统介绍72.2.1 嵌入式技术介绍72.2.2 嵌入式特点72.2.3 嵌入式应用及发展前景83 系统详细设计93.1 Zigbee系统软硬件设计93.2 linux嵌入式系统搭建133.2.1 emilib 数据通信模块介绍133.2.2 环境部署以及eh_server153.2.1 QT登录界面的制作和移植183.2.1 QT登录界面的制作和移植214 总结24参考文献25致谢26基于ARMcortex-A8内核的嵌入式智能家居系统的设计与开发 前言21世纪经济快速发展，计算机技术更是取得了惊人的发展速度，科学技术也越来越多地影响着人们的生活，人们对自己的衣、食、住、行，提出了更高的要求。
9、智能化无疑是出现频率最高的词汇，如智能手机、智能汽车、智能交通等等，无一不体现出人们对智能化生活的迫切向往。于是，“智能家居”这样一个更加贴切人们生活的词汇被提及出来。“智能家居”最早是在美国康捏狄克州被提出。CityPlace-Building的建成拉开了人们对智能家居项目投入的序幕。近年来随着“物联网”的发展，无论是物联网技术的成熟，还是智能移动终端的普及，都使得智能家居获得了长足的发展，智能家居行业也达到了以前从未有过的高度。技术的成熟、成本的降低、功能的丰富人性化，都使智能家居从原来的高处不胜寒完成了到“飞入百姓家”的跨越。同时因为芯片也朝着更小、更快、更低耗的方向发展，于是越来越多的
10、智能芯片被嵌入到晓得电子商品中，并且添加更多、更好的外设变成了可能。智能家居系统无疑变成了最大的受益者之一。本次毕业设计应用了三星公司生产的S5PV210芯片，其内核cortex-A8 是ARM家族中最高级系列中的芯片，开发板搭载了十分丰富的外设资源供开发者使用，并且接口资源丰富。使用串口与Zigbee连接，实现了信息的交互和控制。通过Zigbee组网技术，多个节点包括火焰节点、震动节点、湿度节点、烟雾节点也可以触发警报，发送到协调器，最后反映到开发板中，并在已经移植好的QT界面中得以体现。同时用户可以通过PC的应用进程登陆系统，获取信息并控制继电器来实现远程对家电的控制，虽然离现实的成熟的智
11、能家居系统无论是功能上，还是制作上都存在一定差距，但是初步体现出智能家居的思想，达到展示的效果，并且体现一定的实用价值。11基于ARMcortex-A8内核的嵌入式智能家居系统的设计与开发1 系统整体分析与方案论证1.1 项目方案分析1.1.1项目需求分析结合现实生活中的实际需要，以及现在人们对智能家居的理解，确定了一下该智能家居项目应该实现的功能，最终定下功能目标主要分为四大部分：一、能过利用Zigbee组网对家庭内的震动、声音、火焰、烟雾进行监控。二、在开发板中移植QT程序实现良好的人机交互界面。三、能够实现Zigbee协调器与开发板之间的交互控制。四、用户可以通过GPRS模块接受来自开发
12、板汇集的信息，并且实现反向控制。1.1.2项目初步方案设计结合最初设定的四大基本功能，以及现在所掌握的知识能力，初步的构建一套设计方案如图1-1所示。Zigebee协调器S5PV210火焰节点烟雾节点震动节点声音节点 GPRS图1-1 系统设计方案1.2 方案论证及器件选型1.2.1 最初方案论证及方案定型由于GPRS模块后期需要交费，投入过大，所以舍弃了该方案。更改了最后用户交互方式，改为PC机直接用网线连接，并且可以登录QT界面，实现交互。S5PV210Zigbee协调器 ZigebeeZigbee节点同时为了演示智能家居项目的反控制效果，在Zigbee中加入了继电器控制白炽灯的小模块，协
13、调器可以接受来自开发板串口的命令，将远处的Zigbee一个IO管教拉高，通过继电器控制白炽灯的开关，以此达到演示控制任意家用电器的功能。最后设计方案更改如图1-2。 继电器PC机 白炽灯图1-2 设计方案更改图1.2.2 项目器件选型Zigbee 组网方面采用了CC2530，采用这款Zigbee的考虑主要是看中了其体积小，重量轻，且引出了全部的IO引脚能够允许接入丰富的传感器资源。CC2530使用的是频率达到2.4G的全方位天线，地面无阻碍稳定传输可以达到200多米，自动重连距离达到了110米，完全能够满足家庭内的组网。嵌入式开发平台，是选用了S5PV210的板子，平台内核为ARM Corte
14、x-A8高性能处理器，A系列也是现在ARM家族中的最高系列，同时也是基于ARMV7的体系结构，使用精简指令集。虽然嵌入式微处理器的体系架构如今已经非常丰富，包括MCS5196、Intel80x86、MIPS、POWERPC、ARM，但是ARM以其运算速度快，体积小，功耗低的特点，已经在如今的嵌入式移动终端设备中大展拳脚，使它成为移动终端设备中的宠儿。选用S5PV210的开发板，也主要看中了其稳定，以及外设资源丰富的特点，更有利于人们去认识了解，进而开发嵌入式项目。开发板的温度传感器选用的是DS18B20，其体积小且精度高的特点是其常常被选用的原因。接线方便，只需一条IO线即可与未处理前相连，实现双向通信。且封装形式多样能够适应各种环境。25 2 系统技术介绍2.1 ZigBee技术介绍2.1.1 ZigBee技术简介
