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基于Zynq平台的动态智能家居系统设计

分类:智能产品 作者:微甄智能 来源:网络
摘要:随着计算机技术、信息技术、控制技术的发展,以及人们物质生活水平的不断提高,传统的

随着计算机技术,信息技术,控制技术的发展以及人们物质生活水平的不断提高,传统民居显然未能满足人们的需求,智能家居已经出现。真正的智能家居传感器网络可以通过RFID和其他信息传感设备将所有项目连接到3G互联网,以进行智能识别和管理。除了传统家庭系统传感器数据采集,分析和安全报警以及家用电器开关手机短信遥控功能外,本文研究的动态智能家居系统可以通过添加移动智能实时获取家庭信息。网关。通过与SMS和Internet通信实现智能家居系统的远程控制。

1基于Zynq平台的动态智能家居系统

1.1系统研究背景 目前的嵌入式设计正在迅速发展。在涉及大量数据处理模块(例如智能视频监控,高级工业控制等)的场景中,对高性能,低功耗,高灵活性处理器的需求很高。一些微处理器缺乏足够的信号处理能力,Zynq-7000是一款高性能,低功耗的处理器平台,采用ARM + FPGA架构,可提供灵活,可扩展的解决方案。

传统的智能家居系统主控CPU一般采用ARM + Zigbee解决方案。该系统采用Zedboard FPGA(现场可编程逻辑门阵列)作为主控CPU,Zigbee模块采用CC2530 Soc解决方案,GPRS模块采用sim300。模块,使用AT命令与用户的手机进行交互,通过BOA,CGI进行互联网交互。 FPGA实现PWM信号以生成逻辑控制电机。

1.2系统实现架构 如下图1所示,主控模块完成的功能主要包括Zigbee协调器,GSM/GPRS,互联网互联,摄像机视频采集和电机驱动小车控制。该模块包含两个过程,过程一个负责获取Zigbee网络数据,并将处理后的数据分发到GSM/GPRS模块和Internet WebServer模块。

图1系统硬件结构框架

然后,该过程包括三个与每个模块交互的独立线程。流程如下:pthread_t tid [3]; //创建线程号pthread_attr_t attr [3]; //为线程pthread_attr_init(&attr [0])分配空间; pthread_attr_setscope(&attr [0],PTHREAD_SCOPE_SYSTEM); //线程空间初始化pthread_create(&tid [0],&attr [0],thread_serial_ttyPS1,NULL); //创建线程1:为ZedBoard获取ZigBee网络数据pthread_create(&tid [1],&attr [1],thread_serial_uartlite_debug,NULL); //创建线程2:用于ZedBoard向GSM发送数据包pthread_create(&tid [2],&attr [2],thread_serial_ttyPS1toWeb,NULL); //创建线程3:用于ZedBoard向Internet发送数据包pthread_join(tid [0],NULL); //将一个线程添加到主函数pthread_rwlock_destroy(&GPacketBuf_rwmutex); //释放线程

第二个过程是CGI模块,由WebServer调用。其功能包括解析数据包并以网页的形式向用户呈现ZigBee信息。过程如下:第一步是创建数据包格式。第二步是使用HTML语言通过网页告知用户从Zigbee ad hoc网络收集的温度传感器,电池电源电压,火警,防盗警报,风扇和灯开关状态。用户可以通过登录远端的Internet查看家庭情况的完整信息。数据包的具体格式将在后面的ZigBee模块中给出。

2 ZigBee ad hoc网络

2.1 ZigBee网络节点配置 ZigBee网络中有三种类型的设备:协调器:负责启动整个网络,它也是网络的第一个设备。路由器的主要功能是允许其他设备加入网络并协助自身作为终端设备的通信。终端设备对维护网络结构没有特定的责任,它可以睡眠或被唤醒。

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