一种基于arm的数字家庭智能终端系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于ARM的数字家庭智能终端系统，该系统由管理中心计算机、10/100M自适应以太网交换机、移动通讯设备及室内安防智能节点组成；该系统的核心是采用了32位ARM微处理器的家庭智能终端，通过小区内部宽带网或者局域网与管理中心计算机相连，通过ajb总线方式与户内各智能节点相连，户内智能节点由单片机控制。本发明通过将当前比较先进的ARM技术运用到家庭智能终端系统的开发上，设计实现了一个既适合当前家庭需要又符合今后发展方向的家庭智能终端体系结构，较好地解决了绝大多数智能家居系统所普遍存在的实时性差、安全性低等问题。
【专利说明】一种基于ARM的数字家庭智能终端系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字家庭【技术领域】，具体涉及一种基于ARM的数字家庭智能终端系统。
【背景技术】
[0002]随着经济的快速发展和生活水平的不断提高，人们对居住环境的安全性、舒适性和便捷性的要求越来越高，家庭网络化、智能化成为当前家居发展的方向。这就要求相关的技术和设备不仅能够满足居民对家中各种电器的智能控制，而且要满足居民外出时对家中设备运行状态的实时了解。另外，随着数字化家庭的普及，实现数字家庭的远程控制已经成为一种趋势。
[0003]家庭智能化系统是指利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术，将与家居生活有关的名种子系统有机的结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。它可以帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，也可以管理各种能源支出，节约资金。家庭智能化系统的核心是家庭智能终端.通过家庭智能终端，实现系统信息采集、信息输入、逻辑处理、信息输出、自动控制等功能。
[0004]家庭智能化系统的外部通信总线在早期主要是通过电话网来实现的。由于电话网的带宽限制和较高的使用费用，使得家庭智能化系统不能被普遍和有效使用。随着因特网被广泛的使用，通过因特网对家庭的电器设备和安防设备进行远程监视和控制成为家庭智能化开发的热点。因此，利用以太网作为家庭智能终端系统的主要外部通信总线是适合技术发展和市场需求的。
[0005]家庭智能终端装置是指将家庭内部所有的设备和应用系统通过网络数据终端连接成一体，以实现安全、经济、舒适、方便等指标综合平衡的家庭系统，它是计算机、通信及控制等相关技术与传统家庭系统相结合的产物。随着全球信息化时代的到来，以往的家庭已不再满足于高质量的电器设备，而是逐步融入到信息社会中来。家庭智能控制网络已成为信息【技术领域】中一个跨世纪的研究热点。家庭智能控制网络的普及将大大提高人们的生活水平和质量。
[0006]国内厂家在家庭智能终端外部通信方面多数采用电话线作为外部网络，另外有一些厂家开发了基于8位单片机的网络智能终端，比如8位MCU+TCPIP协议芯片、8位MCU+EMIT协议+emGateway、8位MCU+WcbChip+PC网关等方案。由于有线网络具有稳定的通信和成熟的技术，大多数的智能终端系统采用有线布线的方式连接家庭内部网络和外部网络。内部网络是通过低压电力线把家庭中各种用电设备、计量装置、安防设备等连接起来，构成一个网络整体，统一由智能终端管理；外部网络是INTERNET把管理中心主机、智能终端等连在一起，使人们能够对家庭系统进行集中的监视、控制。
[0007]由于电话网络的带宽限制，以及较高的使用成本，使得家庭智能终端使用受到限制。8位单片机工作频率和存储量的限制，无法移植操作系统和较完整的IP协议，难以保证数据传输的实时性和大数据量可靠通信。无PC设备的远程实时控制和信息获取是很多家庭智能终端系统所不具备的，但实现异地的监视控制又是数字化家庭的内在要求。
【发明内容】
[0008]随着网络、通信和微处理器芯片技术的不断发展，人们物质文化生活水平的不断提高，居民对家庭生活的自动化程度提出了越来越高的要求.不仅要求能在家中对各种用电设备、安防设施进行智能控制，而且要求外出时也能对家里的情况了如指掌，控制方便，同时伴随着数字化家庭的普及，实现智能家居的远程控制已经成为数字家庭普及和推广的关键。本发明利用目前比较成熟的ARM9TDMI芯片构建一个实用的家庭智能平台。在此平台上实现远程监视和控制、家庭内外信息交换以及合理的管理家庭电子设备的功能。通过利用GPRS/GSM无线技术和低压电力线载波技术，该数字家庭智能终端系统可以很好的解决远程控制和信息交换等功能。
[0009]本发明实施例提供了一种基于ARM的数字家庭智能终端系统，其特征在于，该系统由管理中心计算机、10/100M自适应以太网交换机、移动通讯设备及室内安防智能节点组成；该系统的核心是采用了 32位ARM微处理器的家庭智能终端，通过小区内部宽带网或者局域网与管理中心计算机相连，通过ajb总线方式与户内各智能节点相连,户内智能节点由单片机控制。
[0010]所述智能节点可理解为家庭内各终端设备接入家居智能系统的一个连接模块，所述终端设备为探头、或者家电、或者三表。
[0011]所述32位ARM微处理器采用FBGA封装，采用0.18um制造工艺的32位微控制器。
[0012]所述处理器拥有:独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU,支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer，I/O 口，RTC，8路10位 ADC，Touch Screen 接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2 个 USB 主机，I 个 USB 设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。
[0013]本发明具有如下有益效果，本文将当前比较先进的ARM技术运用到家庭智能终端系统的开发上，设计实现了一个既适合当前家庭需要又符合今后发展方向的家庭智能终端体系结构，较好地解决了绝大多数智能家居系统所普遍存在的实时性差、安全性低等问题。此外，通过使用GPRS/GSM技术，可以用智能终端完成GPRS和管理中心进行数据和图像的传输，同时用户也可以通过手机和智能终端通信，实现远程查询和设备的实时控制，具有较高的实用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1是本发明实施例中的基于ARM的数字家庭智能终端系统结构示意图；
[0016]图2是本发明实施例中的基于ARM的数字家庭智能终端系统另一结构示意图。
【具体实施方式】[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]随着网络、通信和微处理器芯片技术的不断发展，人们物质文化生活水平的不断提高，居民对家庭生活的自动化程度提出了越来越高的要求.不仅要求能在家中对各种用电设备、安防设施进行智能控制，而且要求外出时也能对家里的情况了如指掌，控制方便，同时伴随着数字化家庭的普及，实现智能家居的远程控制已经成为数字家庭普及和推广的关键。本发明利用目前比较成熟的ARM9TDMI芯片构建一个实用的家庭智能平台。在此平台上实现远程监视和控制、家庭内外信息交换以及合理的管理家庭电子设备的功能。通过利用GPRS/GSM无线技术和低压电力线载波技术，该数字家庭智能终端系统可以很好的解决远程控制和信息交换等功能。
[0019]该系统主要由管理中心计算机、10/100M自适应以太网交换机、移动通讯设备及室内安防智能节点组成。系统的核心是采用了 32位ARM微处理器的家庭智能终端，它通过小区内部宽带网(局域网)与管理中心计算机相连，通过ajb总线方式与户内各智能节点相连，户内智能节点由单片机控制。此处的智能节点可理解为家庭内各终端设备(各种探头、家电、三表)接入家居智能系统的一个连接模块。该系统如图1所示。
[0020]室内分机采用了功能强大的32位微处理器构建家居智能终端信息平台，这不但能实现信息接收、家电控制，还可以实现多表抄集。与此同时，室内分机具备了可视化中文操作菜单。由于室内分机与各智能节点采用了令牌环方式的总线协议，因此除了能及时响应各防区报警信号外，室内分机还具备了防剪线功能。保安员可以通过管理中心PC机可向小区内任何一家在线分机发送公共信息、用户信息、紧急信息等3类信息，为小区的社区服务提供极大的方便。系统实现了集中式管理。通过以太网和GPRS/GSM无线技术可进行远程遥控、监视及控制家庭设备，甚至可实现远程对用户分机在线升级。
[0021]智能终端是整个系统网络的通信控制枢纽，一方面通过电力线收集各控制点的数据和状态，并进行处理存储，另一方面和管理中心主机和用户手机进行数据交换，执行管理中心主机和用户的命令。
[0022]本系统所使用的S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用FBGA封装，采用0.18um制造工艺的32位微控制器。该处理器拥有:独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU,支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4 路 DMA，4 路带 PWM 的 Timer，I/O 口，RTC, 8 路 10 位 ADC，Touch Screen 接 口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2 个 USB 主机，I 个 USB 设备，SD 主机和 MMC 接口，2 路 SPI。S3C2410 处理器最高可运行在203MHz。
[0023]在通信模块，本系统采用GPRS/GSM作为发出操控命令的计算机和用户通讯的中介，通过数据交换来执行操控计算机发送的指令。在下行子系统选择电力线作为通信媒介，使用电力线载波芯片，高度集成电力线网络接口控制芯片，使用了很多先进的通信技术:能自动检测电网信道情况，能根据不同的载波通道环境，改变通信速率、实现了多频点传输。该智能终端系统的结构图如图2所示。
[0024]该智能终端主要实现以下功能:[0025](I)实现管理中心PC和用户之间的通信。智能终端能够根据管理中心服务器或移动通信设备发来的指令来设置相应的状态以完成读取，写入，存储等操作。
[0026](2)通过预设参数，能够定期完成水表、电表和气表的数据抄送工作，并能根据操控计算机发送的指令完成数据的读取、存储以及发送。
[0027](3)能够对发送的险情完成自动报警功能，并能够通过启动监控装置完成对险情现场的抓拍和监控功能，并将报警信息及时的传送给管理中心和用户。
[0028](4)用户在出门的时候关闭房门之后，按下门禁设备的布防按钮，可以对房间内的各防区进行布防。用户在回家时，可以通过门禁实现密码或刷卡开门，当校验通过后房门打开，同时智能终端自动取消布防。
[0029]本发明具有如下有益效果，本文将当前比较先进的ARM技术运用到家庭智能终端系统的开发上，设计实现了一个既适合当前家庭需要又符合今后发展方向的家庭智能终端体系结构，较好地解决了绝大多数智能家居系统所普遍存在的实时性差、安全性低等问题。此外，通过使用GPRS/GSM技术，可以用智能终端完成GPRS和管理中心进行数据和图像的传输，同时用户也可以通过手机和智能终端通信，实现远程查询和设备的实时控制，具有较高的实用价值。
[0030]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括:只读存储器(ROM, Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM, Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
[0031]以上对本发明实施例所提供的一种基于ARM的数字家庭智能终端系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种基于ARM的数字家庭智能终端系统，其特征在于，该系统由管理中心计算机、10/100M自适应以太网交换机、移动通讯设备及室内安防智能节点组成；该系统的核心是采用了 32位ARM微处理器的家庭智能终端，通过小区内部宽带网或者局域网与管理中心计算机相连，通过ajb总线方式与户内各智能节点相连,户内智能节点由单片机控制。
2.如权利要求1所述的基于ARM的数字家庭智能终端系统，其特征在于，所述智能节点可理解为家庭内各终端设备接入家居智能系统的一个连接模块，所述终端设备为探头、或者家电、或者三表。
3.如权利要求2所述的基于ARM的数字家庭智能终端系统，其特征在于，所述32位ARM微处理器采用FBGA封装，采用0.18um制造工艺的32位微控制器。
4.如权利要求3所述的基于ARM的数字家庭智能终端系统，其特征在于，所述处理器拥有:独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU,支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3 路 UART，4 路 DMA，4 路带 PWM 的 Timer，I/O 口，RTC，8 路 10 位 ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS接口，IIS-BUS接口，2个USB主机，I个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。
【文档编号】H04L12/28GK103997446SQ201410209986
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】周凡, 陈湘萍, 林格, 赵宝全 申请人:广州中大数字家庭工程技术研究中心有限公司, 中山大学