基于Linux的智能家居研究与实现

1、    基于linux的智能家居研究与实现    万剑锋谢陈龙郑聪【摘 要】智能家居通常由住宅、视频监控、无线节点、服务器、客户端以及网关六大部分组成。本文针对这几部分，提出了以s5pv210处理器为核心的嵌入式智能家居项目的实现方案。【关键词】智能家居； 视频监控； s5pv210； zigbee1 总体设计方案本系统由室内终端和远程客户端两部分组成。终端采用基于linux的嵌入式系统， 系统分为硬件平台和軟件平台两部分，其中硬件平台由处理器和外围设备组成 ，而软件平台由嵌入式操作系统和应用软件组成1，客户端采用android应用程序。在应用程序登录账

2、户后可对系统进行访问与控制，整个系统是基于b/s架构模型设计。2 硬件设计2.1 系统主控本系统以s5pv210芯片作为系统的控制核心，s5pv210采用了arm cortextm-a8内核，arm v7指令集，主频可达1ghz，64/32位内部总线结构。提供了外设有存储控制器、nand flash控制器、摄像头接口、usb 控制器等。2.2 传感器采集与控制节点该方案涉及传感器有dht11温湿度传感器、mq-5煤气传感器和hc-sr501释热传感器。控制节点有窗帘电机和rgb-led，无线传输部分采用ti公司的cc2530f256芯片，运行zstack协议栈实现自动组网。该芯片基于8051内

3、核，因此该芯片也能与传感器或电机相连，使该模块既作无线传输节点，也作设备控制节点。2.3 射频卡模块射频部分采用mf rc-522 rfid射频模块，该模块是应用于13.56mhz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，可通过uart或者spi进行控制与传输。2.4 gsm通信模块gsm通信频谱效率高，接口开放，gsm标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且报刊网络直接以及网络中个设备实体之间。通过鉴权、加密和tmsi号码的使用，达到安全的目的。2.5 视频监控本系统以ov9650作为采集摄像头，该摄像头具有130万像素，分辨率高达12

4、80x1024，具有标准的sscb接口和10bit数据接接口3。由于s5pv210内部有摄像头接口外设，因此可直接与摄像头接口对应引脚连接。极大提高了图像采集速率。3 系统软件设计3.1 linux系统移植构建嵌入式linux系统需要在pc机搭建交叉编译环境、交叉编译bootloader、剪裁和交叉编译系统内核、制作根文件系统。搭建交叉编译环境主要步骤有：1）在pc机linux系统下解压交叉编译工具链源码包。2）针对相应路径，在/etc/profile文件里设置环境变量。内核剪裁步骤如下：1）编辑makefile文件。将cross_compile =opt/host/armv4l/ bin/a

5、rmv4l-un-know-linux改为cross_compile=arm-linux。2）编译内核make menuconfig配置linux内核。3）创建内核镜像make zimage。4）linux内核压缩映像zimage建立根文件系统。3.2 boa服务器搭建boa服务器是一种非常小巧的web服务器，其可执行代码不到100kb。编译好boa后，对boa做一些配置和修改。主要通过对boa.conf进行修改，配置cgi脚本存放路径在boa.conf中用 scriptalias来指明，然后创建html文档目录、cgi 脚本目录，最后将boa.conf放到/etc/boa 目录下。3.3 z

6、igbee协议栈移植zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。zstack是德州仪器针对该协议栈开发的一套半开源的协议栈，通过移植该系统源码到cc2530即可实现数据采集、加密及自动组网等一系列功能。4 android客户端设计4.1 android客户端功能android客户端通过与服务器端进行数据交互完成如下功能：（1）获取温、湿度、可燃气体浓度等信息并实时更新显示；（2）查看当天温、湿度图表信息；（3）控制房间内的灯光以及窗帘；（4）查看实时监控视频；（5）控制防盗系统的开关。4.2 hellocharts开源图表库移植hellocharts-andr

7、oid是一个可以运行的android 2.2+上的charts/graphs类库，一小部分类型的图表具有动画效果。hellocharts-android在具有硬件加速的android系统上运行效果最好。性能好，功能完善，ui风格美观，坐标轴精细，适合用于展示各种图表信息。源码下载地址https：/4.3 移动图像监测通过http方式访问服务器，使用webview加载网页的方式显示实时图像信息。5 结束语本系统采用嵌入式linux作为平台，使得系统便于开发、测试和升级。经实际制作与测试，该系统完全实现上述各项功能，并满足现代家庭生活需求。【参考文献】1童耀南，陈松，李春来.基于gprs的智能家居无线监控系统设计j.湖南理工学院学报，2011，24（1）：72-75.2郭美青.基于j2ee架构的车辆监控we