嵌入式系统在智能家居中的应用

利用嵌入式系统来构建智能家居系统，使得用户可以根据实际需求来进行操作，不仅可以提高生活水平，并且与其他系统相比，其在运行上具有更高的稳定性。本文对嵌入式系统在智能家居中应用要点进行了简单分析。

【关键词】嵌入式系统 智能家居 系统构建

智能家居系统逐渐被广泛的应用到实际生活中，其具有建筑、网络、设备自动化为一体特点，营造健康、舒适、安全居住环境，对提高生活质量具有重要意义。以嵌入式ARM体系结构为开发平台，结合linux操作系统，构建一个功能完善的智能家居系统，切实满足实际生活需求。

1 嵌入式系统特点分析

嵌入式系统结合了软件系统与硬件系统，将计算机技术作为基础，确定各项应用功能为系统核心，根据实际需求，来对软硬件进行剪裁设计，保证其体积、能耗、功能以及运行等各方面均可以达到设计标准，完全满足应用需求的计算机系统。嵌入式系统体系结构主要包括基础硬件设备、嵌入式操作系统以及应用软件三部分。其中，硬件设备包括存储器、嵌入式微处理器、输入/输出接口以及通用设备接口，且嵌入式微处理器为整个硬件系统的核心，要求其具有稳定性与高效性。而操作系统需要支持嵌入式系统应用软件运行，包括与硬件关联的底层驱动软件、通信协议、系统内核、标准化浏览器等，主要对整个系统资源进行分配、调度、控制。

2 嵌入式系统在智能家居系统中应用要点

2.1 系统控制平台设计

2.1.1 PC机

确定PC机为主控制器，可以有效连接整个智能家居系统内所有设备和局域网，可通过管理软件，对系统内所有设备进行管理。对比其方式可以大大缩短开发周期，且开发难度低，但是运行功耗大。

2.1.2 嵌入式微处理器

与普通计算机相比，其去除了微处理器内冗余部分，仅保留与嵌入式系统关联密功能部分，并且可以与GPRS通信接口、通用串行端口、GSM通信接口、TCP/IP通信单元以及蓝牙模块接口等进行有效连接，将各项元件单元与嵌入式微处理器一起设置在同一芯片上，缩小处理器体积的同时，还可以降低运行功能，降低了开发成本。

2.2 硬件系统设计要点

2.2.1 蓝牙模块

此模块为集成蓝牙功能的芯片，包括蓝牙数据模块与蓝牙语音模块。可应用BlueCore4-Flash系列蓝牙芯片为基础的蓝牙适配器，具体为BTS4504C1H型号的标准RS232串口蓝牙适配器，可支持蓝牙2.1规范，并设置有外置天线，100m有效通信，以及标准RS232无限制模式接口。

2.2.2 蓝牙协议栈

BlueCore4-Flash提供的蓝牙协议栈固件在RISC微控制器上运行，符合蓝牙1.1规范，软件内部结构使RISC微控制器与和主机处理器应用不同方法来承担蓝牙技术处理过程产生的支出，其中上层协议栈可以在芯片以及主机处理器上运行。选择BlueCore HCI蓝牙协议栈，其在运行时内部处理器执行蓝牙协议栈到主机控制器接口，并且由主机处理器来提供全部上层协议栈。对于HCI蓝牙协议栈，包括基带层、主机控制接口和链路管理层三部分，还具有标准的USB1.1与UART HCI传输层，最大可以支持7个从设备工作。

2.2.3 ARM硬件

（1）核心处理器芯片。应用linux系统为嵌入式操作系统，对智能家居系统内各功能进行调度和控制，同时还要兼顾分析微处理器片内存储器容量以及芯片电路扩展因素限制，最终确定应用S3C2440A芯片，开发板在选择应用FL2440。

（2）嵌入式开发板。FL2440开发板为核心板加底板组合形式，其中核心板共六层，底板两层，在实际运行中具有较高的可靠性，可以稳定运行在400MHz时钟频率上，并且还具有丰富的接口，具有强大的操作功能，可以适用于各种手持设备、消费类电子设备等开发。

2.3 软件系统设计要点

2.3.1 交叉编译环境

本系统运行程序平台为嵌入式S3C2440开发板，存储空间和运算能力较低，无法在ARM平台上完成编译，便需要建立交叉编译环境。即在普通PC机上成功编译程序后，利用串口或USB将编译好的程序加载到ARM板子内，进而实现程序所具有的功能。

2.3.2 Linux群艘浦

主要分为内核配置、建立依赖关系、建立内核、下载到开发板，以及制作文件系统和下载文件系统几个步骤。

2.3.3 Web服务器移植

主要包括源码解压、建立makefile文件、修改makefile文件、得到boa可执行文件、完成boa配置等阶段，最后在主机linux浏览器内输入开发板IP地址，假如可以正确访问到索引页面，则证明Web服务器移植成功。

3 结束语

智能家居系统的构建与应用，对改善生活水平具有重要意义。将嵌入式系统应用到智能家居中，需要基于嵌入式技术特点进行分析，根据智能家居系统实际功能要求，对硬件和软件系统进行优化设计，确保可以满足应用要求。

参考文献

[1]吴禹星.嵌入式系统在智能家居中的应用[J].信息与电脑（理论版），2015（09）：60-61.

[2]明航.智能家居中嵌入式系统的应用[D].武汉：湖北大学，2013.

作者单位

湖北工程学院 湖北省孝感市 432100