智能家居系统项目报告

1、习项目报告口书深圳亿道电子有限公司四川师范大学计算机科学院学院五组：徐勇，李萍，高攀，康逸飞,王洁1前言31.1项目背景介绍32软件需求说明32.1项目概述32.2客户分析32.3实现技术43. 总体设计43.1系统功能和特点43.2系统框架图54. 详细设计（项目实施）54.1硬件原理图设计/PCB设计 54.2元器件的焊接74.3电路板调试74.4单片机程序调试84.5单片机与 ARM串口通信 84.6本地控制（嵌入式 Linux 操作系统） 10交叉编译工具的移植 104.6.2 Qt/Qtopia的移植与编程114.7远程监控14网络通信编程145. 实习收获15、八 、,1.刖言1.

2、1项目背景介绍据近期的一项国家统计资料显示，中国富有阶层正在形成，该部分家庭户均年收 入在5.6万元以上，人口约4460万人，1400多万户，占城市人口的10 %，总人 口的3.5 %，占全社会消费购买力总和 6万亿元的17 %左右，因此主要针对这部分 人的智能家居系统其市场总量为1400万套。正是在这种情况下，近两年来，智能家居系统的销售数量和总销售额都呈现连续攀升的势头，并且随着人们消费意识的 提高，还会有更多的人选用。中国在住宅小区、商业办公场所使用智能管理系统的需求将达到50-60亿人民币，在2005年以后的三年内，每年将以不低于 30%的速度增长。应该说智能家居 产品潜在市场巨大，以

3、前智能家居市场主要在南方沿海地区和内地大中型城市，现 在已经辐射到西部地区。2. 软件需求说明2.1项目概述该方案可通过传感器与家电控制扩展模块控制烟雾、红外、煤气传感器及摄 像头模块来实现对家庭异常状况的采集，并通过RS232与本地控制中心进行上下 位机通讯及信息交互，通过与本地控制中心相连的 GSM通讯模块及无线/有线网 络与户主进行互动并实现使用网络和手机短信对系统的远程控制与监视，达到家庭防火，防盗，防煤气泄露，异常景象抓拍等安全监控功能。2.2客户分析居住空间90-120平方,所以对信号的传输距离要求不是很高；用户在选择智能家居时都希望今后能够升级换代；对于智能家居产品的需求也不会一

4、样， 所以要能够满足不同用户的个性化较 需求；不用一般不喜欢砸墙砸洞家庭成员的年龄、文化均不一样，所以要使用简单化，才能被家人接受； 舒适，快乐，给人享受2.3实现技术协议：RS232协议,TCP/IP协议等 系统：采用Linux系统 软件开发平台-嵌入式Qt-2.3.7; 用户界面一嵌入式Qtopia-1.7.0 视频处理-Intel开源的OpenCV GSM通信 -SMS的AT指令集 处理器芯片：PXA2703. 总体设计3.1系统功能和特点安全监控:包括各种报警探测器的讯息采集，开关门报警等如门磁、紧急按钮、红外探测、煤气探测、火警探测等，并完成与住宅小区物业管理和110报警的联网。3.

5、2系统框架图传感器家电控制模块UART<=>NET远程监控中心USB摄像头GPRS模块的本地控制中心4. 详细设计（项目实施）4.1硬件原理图设计/PCB设计根据功能分析，设计出合理的原理图,LED灯显示1PCB设计：根据原理图，可以进行PCB原理图的设计.DejiiRD ExplarcE C:DocuBents- nd SettijQg：sAdainitra.tDr91f0cdifbj匸I不区鬲目esappl固遠 MRdv+/W创可 ?BLrrrT 小X区lrE(?Q®0韵El臨L E>- Elaca gpiatfr Hnuin £apaE*13 置JJ

6、iJ.jHpl日i酊 Browre PCB立 PE tn 叶ktcip嬰 AeUn D*S.L£Bk S Lttli tff 3 E "yn訥 p ASkr七嗨 DtXL cn Tt«* Bcyrl-i Ban._J Di>Cn»WitT 制顾CB 適 FCEL EYtf 应I KE KB 蚣 FCALI1-L. LIU 91 ScMilbl Lib ffl httlL SetJ xnvr t jkana. c£(31 OTartrbuaiM. Ill dj 远 ktJCETih) <phH-tan* 1®F ST 3A&

7、#171;rSdhMyDcsignJdb PC02,PCB & 兀创 PCB | smodpbiHC,Sdi | PCBLIB1.LIB | Shcdl.Sch口 口 口迪 »iri m i-匚u1d0口 CZIJZZIE SB *： E3 , + + * Z-I I匚uc-T-昌卫裁|p IL* iks 叵可t| =曰u 打叩T：°no:弓：!>nrfB二蓉Li吐鮒品 71' u S LC1 ECZr4.2元器件的焊接1 ）电阻器焊接按图将电阻器准确装人规定位置。 要求标记向上，字向一致。装完同一种规 格后再装另一种规格，尽量使电阻器的高低一致。焊完

8、后将露在印制电路板表面 多余引脚齐根剪去。2 ）电容器焊接将电容器按图装人规定位置，并注意有极性电容器其 “+ ”与“-”极 不能接错，电容器上的标记方向要易看可见。 先装玻璃釉电容器、有机介质电容 器、瓷介电容器，最后装电解电容器。3）二极管的焊接二极管焊接要注意以下几点：第一，注意阳极阴极的极性，不能装错；第二, 型号标记要易看可见；第三，焊接立式二极管时，对最短引线焊接时间不能超过 2S。4 ）三极管焊接注意e、 b、c三引线位置插接正确；焊接时间尽可能短，焊接时用镊 子夹住引线脚，以利散热。焊接大功率三极管时，若需加装散热片，应将接触面 平整、打磨光滑后再紧固，若要求加垫绝缘薄膜时，切

9、勿忘记加薄膜。管脚与电 路板上需连接时，要用塑料导线。5 ）集成电路焊接首先按图纸要求，检查型号、引脚位置是否符合要求。焊接时先焊边沿的二 只引脚，以使其定位，然后再从左到右自上而下逐个焊接。对于电容器、二极管、三极管露在印制电路板面上多余引脚均需齐根剪去。焊接顺序元器件装焊顺序依次为：电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大 功率管，其它元器件为先小后大。4.3电路板调试可以把电源部分先装好，然后就上电检测电源输出电压是否正常。如果在上电时您 没有太大的把握（即使有很大的把握，也建议您加上一个保险丝，以防万一），可 考虑使用带限流功能的可调稳压电源。先预设好过流保护电流，然后将稳压电电源

10、 的电压值慢慢往上调，并监测输入电流、输入电压以及输出电压。如果往上调的过 程中，没有出现过流保护等问题， 且输出电压也达到了正常， 则说明电源部分正确。 反之，则要断开电源，寻找故障点，并重复上述步骤，直到电源正常为止。接下来 逐渐安装其它模块，每安装好一个模块，就上电测试一下，上电时也是按照上面的 步骤，以避免因为设计错误或/和安装错误而导致过流而烧坏元件。4.4单片机程序调试分别有：LED显示，LED响应按钮显示，测试存储器实验，定时实验等4.5单片机与ARM串口通信上电复位YNYNY烟雾传感器 有警报吗？煤气传感器 有警报吗？红外传感器 有警报吗？发送红外报警数据“ #$#1发送烟雾报

11、警数据“ #$#2发送煤气报警数据“ #$#3#in elude <reg52.h> #i nclude"stri ng.h" sbit P1_0=P1A0; sbit P1_仁 P1A1； sbit P1_2=PM2; sbit P1_3=PM3; sbit P2_0 = P2A0； sbit P2_1 = P2A1； sbit P2_2 = P2A2;int coun t=5; bit Contrl;void In ital()TMOD = 0x20;SCON = 0x50;PCON = 0x00;TH1 = 0xFD;TL1 = OxFD;TR1 = 1;

12、ES = 1;EA =1 ;P2 = OxFF ;void delay()unsigned int i,j,m;for(i=20;i>0;i-)for(j=30;j>0;j-) for(m=256;m>0;m-);void send(un sig ned char a )SBUF = a;while(!TI);TI = 0;void recieve()interrupt 4un sig ned char b;b = SBUF;RI = 0;if(b = '%')coun t=0;else if (co un t<5)coun t+;if (b='

13、0')Contrl = 1;elseCon trl = 0;switch ( count)case 1:P1_0=Co ntrl;break;case 2:P1_1=Co ntrl;break;case 3:P1_2=Co ntrl;break;case 4:P1_3=Co ntrl;break;void main()In ital(); while( 1 )if(P2_0 = 0)send ( '#'); send ('$');send ( '#');send ( '1');else if ( P2_1 = 0)send

14、 ( '#'); send ( '$'); send ( '#');send ( '2');else if ( P2_2 = 0)send ( '#'); send ( '$'); send ( '#');send ( '3');P2 = 0xFF;delay();4.6本地控制（嵌入式 Linux操作系统）461交叉编译工具的移植先把虚拟机的Tools装上，建立共享目录，在/mnt/hgfs下面可以找到共享目 录，可以实现虚拟机和主机的文件共享。把拷贝到工项目下，在

15、linux环境下复制到linux自己的目录下，再用tar xvf进行解压释放，用Is查看目录，再用make clean清楚以前的编译的结果。最后用make进行编译。至此bootLoader安装完成。随后进行内核的编译。先把拷贝到共享目录 下，用同样的方法进行解压。然后进入/pxa270/kernel目录下，用make clean 清除以前编译，再 make.随后 make xsbase270_config再次用 make oldconfig, 再次用 make dep寻找依赖关系，最后 make zImage最后进行驱动程序分析、bootLoader分析4.6.2 Qt/Qtopia的移植与编

16、程Qt/Qtopia的移植、使用与编程、 基于ARM微处器编译和运行平台设置环境参量?export LD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib?export PATH=$QTDIR/bi n:$PATH?export TMAKEPATH=$TMAKEDIR/lib/qws/li nux-arm-g+编译? ./con figure -xplatform linu x-arm-g+? Make设置环境变量? export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib:$QTDIR/lib:$QPEDIR/lib? export PATH=$QTDIR/bi n:$PATH? exp

17、ort TMAKEPATH=$TMAKEDIR/lib/qws/li nux-arm-g+编译? ./con figure -platform linu x-arm-g+? make编译步骤：tar xfz qtopia-free-source-2.1.1.tar.gz（ 解压后 qtopia-free-2.1.1 改名为 qtopia-2.1.1-target）export TMAKEDIR=$PWD/tmake-1.13export TMAKEPATH=$PWD/tmake-1.13/lib/qws/li nux-arm-g+export PATH=$TMAKEDIR/bi n:$PATH

18、export QTDIR=$QT2DIRexport PATH=$QTDIR/bi n:$PATHexport LD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATH./con figure -n o-xftmakemake -C tools/qvfbcd .cd qt-2310-targetexport QTDIR=$PWDexport PATH=$QTDIR/bi n:$PATHexport LD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATHmkdir bincp $QT2DIR/bi n/uic bincp $QT2DI

19、R/tools/qvfb/qvfb bincp $QPEDIR/src/qt/qco nfig-qpe.h src/tools/./configure -xplatform linux-arm-g+ -qconfig qpe -qvfb -thread -system-jpeg -gif -depths 4,8,16,32makecd .hybus-arm-li nu x-R1.1cd e2fsprogs-1.35./con figure -host=arm-li nux -with-cc=arm-l inu x-gcc-with-l in ker=arm-l inu x-ld-en able

20、-elf-shlibs -prefix=/usr/local/hybus-arm-li nu x-R1.1/arm-li nux make in stall lib/uuid/cd .export PATH=$QPEDIR/bi n:$PATHexport LD_LIBRARY_PATH=$QPEDIR/lib:$LD_LIBRARY_PATHcpsrc/libraries/qtopia/custom-li nu x-ipaq-g+.cppsrc/libraries/qtopia/custom-li nu x-arm-g+.cppcpsrc/libraries/qtopia/custom-li

21、 nu x-ipaq-g+.hsrc/libraries/qtopia/custom-li nu x-arm-g+.h./con figure -xplatform linu x-arm-g+makeQt编程工具的使用方法Step 2设置Qt环境exportLD_LIBRARY_PATH=/usr/local/arm-li nu x/qt_toolchain/qt-2.3.7/lib:$LD_LIBRARY_PATHexportLD_LIBRARY_PATH=/usr/local/arm-li nu x/qt_toolchain/qt-2.3.2/lib:$LD_LIBRARY_PATHexp

22、ort TMAKEDIR=/usr/local/arm-li nu x/qt_toolchai n/tmake-1.11exportTMAKEPATH=/usr/local/arm-li nu x/qt_toolchain/tmake-1.11/lib/qws/li nu x-arm-g+export PATH=/usr/local/arm-li nux/qt_toolchain /tmake-1.11/bi n:$PATHStep 3使用Des in ger进行图形化设计#./desig nerStep 4:编译.h和.cpp文件# uic -o test.h test.ui#uic -o

23、test.cpp -impl test.h test.uiStep 5:修改 ma in .cpp 文件#i nclude <qapplicatio n.h>#include "test.h"int main( int argc, char * argv )QApplicati on a( argc, argv );Forml w;w.show();return a.exec();Step 6:修改tmake文件的相关配置#vim $TMAKEDIR/lib/qws/li nux-arm-g+/tmake.c onfTMAKE_LINK = arm-li nu

24、x-g+TMAKE_LINK_SHLIB = arm-li nux-g+ TMAKE_LIBS_QT = -Iqte -ItsStep 7:编译工程文件#proge n -t app.t -o #tmake -o Makefile Step 8:编译#make clea n#makeSetp 9:完成C+父类与子类继承之间的转换4.7远程监控网络通信编程（1）、基于PC平台的server网络程序编译将光盘提供的server的源代码复制到硬盘中（假设将源码复制在 /root/work目录 下）?对源码进行编译rootlocalhos work$cd serverrootlocalhost server$make?在PC机上运行server程序，运行界面如图1所