基于linux的 设计,基于Linux的智能家居的设计(一)

本课题主要目的是设计和实现一个基于Linux开发平台的智能家居系统。本系统主要使用PVC板做成的家居模型。本系统硬件使用基于ARM架构的samsung S3C6410芯片做成的OK6410开发板为手持终端，利用Zigbee实现网络通讯，并结合各种电子元器件。软件设计以Ubuntu12.04的系统作为开发环境，从嵌入式底层到应用层的开发流程，设计一个具有人机交互友好的界面，实现了对家庭环境的监控及家电的控制，如实现相当的准确温湿度自动控制、灯光的控制、窗帘的自动控制等。

本文介绍了基于Linux的智能家居系统的硬件组成部分、各个模块程序流程图、开发环境的搭建详细的方法步骤、相关的软件设计及最终成果。

本课题在智能家居的设计和研发上做了相当大的努力，成功实现了一些自动控制的功能，为进一步研发基于Linux的智能家居奠定了基础，对于后面的学习和研发相关课题是一个很好的借鉴。这个开发环境可以给任何一个装有虚拟机的用户，不用再重新搭建环境，大大节省了研发工作的时间。

关键词：智能家居  Linux  ARM 人机交互

Abstract

The main purpose of this thesis is to design andimplement a smart home system based on Linux development platform. This systemmainly uses household model made of PVC panels. The hardware of this system adoptOK6410 development board based on ARM architecture

made of Samsung’s S3C6410chip as the handheld terminal, using Zigbee to achieve communication and combiningwith various electronic components. The software design takes the Ubuntu12.04system as the development environment, from the embedded bottom to theapplication

layer development flow, designs a man-machine interactive friendlyinterface, realizes monitor of family environment and the control of homeappliances, such as the realization of the automatic quite accurate temperatureand humidity control, lighting control,

curtain automatic control.

This paper introduces the hardware composition part ofthe smart home system based on Linux, each module program flow chart, thedetailed method and steps of building the development environment, the softwaredesign and the final results.

This issue in the design and development ofintelligent home made considerable efforts, successfully implement theautomatic control function, for further research and development of smart homebased on Linux to lay a foundation, for behind learning and research

related tothe topic is a very good reference. This development environment can give anyuser with a virtual machine, no re build environment, greatly save the time ofR & D work.

Key words: Smart Home Linux  ARM  HMI

绪 论

随着信息化和网络化的迅猛发展，智能化已经成为了不可抵挡的趋势。智能家居最早出现在美国，以住宅为应用平台，兼备通信网络，家电控制，信息娱乐等功能[1]。通过智能家居，人们可以更加有效的分配个人时间，是生活更加高效率化。例如通过视屏监控系统，可以很大程度上增加家居生活的安全性。另外，通过远程家电控制，可以很大程度的方便人们的生活，并能在一定程度上节约能源。智能家居控制系统还可以用来调节室内的温度、湿度并检测空气，以此提高空气质量，并提供现代化的通信手段和信息服务[2]。

智能家居近几年被炒得如火如荼，各种智能社区，智能小区，自动呼叫系统，智能抄表，智能电器，智能管家等，也如雨后春笋般的涌向市场。同时智能家居也是一个个国家的现代化建设的一个体现，包含有建筑的艺术，室内艺术的装饰，生活的理念，信息处理技术，电子科学与技术，传感器技术，自动控制技术等现代化技术的完美结合[3]。智能家居不仅仅是一个国家的经济实力，人民生活水平，科学技术的综合标志之一，而且也将会是人类社会追求住宅的一个目标[4]。然而，事实上，当下的智能家居大多是处在系统成本高，设计周期长，技术标准不统一，并且我国的智能家居系统还是处于起步阶段，技术上还是有很多的问题亟待解决，开发的成本需要降低，让更多的国民能够享受这样的科学技术带来的福利。智能家居产品的工业化、流程化、标准化、廉价化、安全化、节能化将会是研发工作者追求的方向[5]。

因此，加强智能家居的设计研究，如何对技术做出选择，如何在众多的方案中选取最优的方案，并且如何将设计实施到实际的应用中去，继而建立一套完善的从需求到设计到实施再到评估的体系已经成为一个十分重要的事情。本课题就是在这中背景下，应运而生。

本文主要是在现有的智能家居系统的基础上，分析了目前国内外物联网智能家居系统的发展现状和未来的发展趋势，提出了一种ARM构架处理器和ZigBee无线技术相结合的设计方案，并且融合了互联网通信技术，实现远程对智能家居系统进行实时的监控和管理。主要的工作内容为：

(1)进行基于Linux下智能家居开发环境的搭建；

(2)对温湿度进行检测及自动控制；

(3)实现灯光的控制；

(4)实现自动窗帘控制；

(5)实现门禁系统。

详细请见下一篇(基于Linux的智能家居的设计(2))。