淺談嵌入式智能家居終端通信模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】 在科技高速發(fā)展的時(shí)代背景下越來越多的智能控制系統(tǒng)被開發(fā)和應(yīng)用，逐漸步入智能時(shí)代。就目前家居市場發(fā)展情況來看，智能家居產(chǎn)品已成為市場新寵，成為追求高品質(zhì)生活人們的首選。智能化家居主要是以計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)為載體，通過智能終端控制，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度或光線的調(diào)整。就目前市場上普遍應(yīng)用的智能家居終端系統(tǒng)應(yīng)用來看以嵌入式為主，下面本文將對嵌入式之智能家居終端通信模塊展開設(shè)計(jì)分析，并對其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)展開探討。

【關(guān)鍵詞】 嵌入式 智能家居 終端 通信模塊 關(guān)鍵技術(shù)

在科技高速發(fā)展的現(xiàn)代智能化社會中，智能家居應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)功能日趨完善，智能化程度也越來越高。目前嵌入式智能家居設(shè)計(jì)成為智能家居研究領(lǐng)域的重點(diǎn)話題，具有良好的市場前景和擴(kuò)展空間。下面本文將以智能家居的基本功能和作用為本文切入點(diǎn)，對嵌入式智能家居終端通信模塊設(shè)計(jì)展開詳細(xì)論述，對其結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)及技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入探討。

一、智能家居終端

科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)下的智能家居主要是指通過通信網(wǎng)絡(luò)在小區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)傳輸，在硬件支持和機(jī)構(gòu)執(zhí)行下對家電設(shè)備進(jìn)行有效控制。智能家居終端是智能家居系統(tǒng)中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，既實(shí)現(xiàn)對家居內(nèi)部電器設(shè)備的運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)全面監(jiān)控，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)對信息資源整合，通過集成網(wǎng)絡(luò)建立控制中心，對所有居民住戶進(jìn)行全面、安全有效監(jiān)控。

智能家居終端是連接智能家居系統(tǒng)與執(zhí)行者的樞紐。智能家居終端模塊中，通信模塊式關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到智能家居系統(tǒng)整體操作。在智能家居終端系統(tǒng)開發(fā)中，把握合適的通信協(xié)議是設(shè)計(jì)關(guān)鍵，以適合各種具有不同傳輸特點(diǎn)的通信。下面本文將針對智能家居終端通信模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行通信協(xié)議方案研究，在Linux下通過C++程序設(shè)計(jì)語言促進(jìn)通信協(xié)議的準(zhǔn)確性，提高終端通信模塊應(yīng)用效果。

二、嵌入式智能家居終端通信模塊設(shè)計(jì)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成分析

在嵌入式智能家居終端通信系統(tǒng)中通常以C/S模式為主，主要是以一個(gè)服務(wù)器端為集中管理終端，對智能家居中不同智能終端進(jìn)行控制，主要系統(tǒng)組成如下圖1。

整個(gè)系統(tǒng)組成中包括網(wǎng)絡(luò)中心、圖形化用戶界面以及遠(yuǎn)程控制。智能家居終端是其關(guān)鍵構(gòu)成部分，主要是針對各個(gè)家居中電器設(shè)備的統(tǒng)一控制；智能家居服務(wù)系統(tǒng)是通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與小區(qū)不同住戶中所有智能家居終端的連接，達(dá)到對小區(qū)智能家居終端的集中控制管理；Web服務(wù)器主要服務(wù)目標(biāo)為智能家居終端用戶，通過對用戶調(diào)整數(shù)據(jù)的接收傳給服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行修改滿足用戶需求；Web瀏覽器主要是用戶應(yīng)用界面，實(shí)現(xiàn)對智能終端家電遠(yuǎn)程控制。

2.2智能終端通信模塊設(shè)計(jì)

針對通信模塊設(shè)計(jì)主要考慮的問題分為兩個(gè)方面，一是要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的完整、準(zhǔn)確接收，而是實(shí)現(xiàn)對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，便于下一步操作。所以設(shè)計(jì)要以不同通信模塊的傳輸特點(diǎn)進(jìn)行分析，最終確定合適的通信協(xié)議。這也是智能家居終端設(shè)計(jì)的核心問題。主要包括終端與控制器之間串口通信協(xié)議、與智能家居服務(wù)系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及用戶界面與后臺進(jìn)程的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。

2.3智能家居終端通信模塊開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

在智能終端通信模塊設(shè)計(jì)中串口通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是十分關(guān)鍵的通信協(xié)議，后天主程序則是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，充當(dāng)串口轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)串口的網(wǎng)關(guān)功能。該網(wǎng)關(guān)是支撐智能家居終端運(yùn)行的關(guān)鍵，只有保證網(wǎng)關(guān)正常運(yùn)行，才能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。要明確串口幀協(xié)議具體定義以及數(shù)據(jù)包下傳的具體定義，以推進(jìn)后臺主輪詢進(jìn)程實(shí)現(xiàn)。

三、結(jié)語

綜上所述，充分認(rèn)識到智能家居的重要功能性作用，利用系統(tǒng)資源集成軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。在科技發(fā)展日新月異的時(shí)代背景下，加強(qiáng)智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)至關(guān)重要。智能家居終端通信模塊設(shè)計(jì)過程中要對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及各模塊設(shè)計(jì)的重點(diǎn)進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)各模塊系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。

在今后的嵌入式之智能家居終端通信設(shè)計(jì)中，要不斷增加重點(diǎn)控制家電的類別，實(shí)現(xiàn)對協(xié)議的拓展。以技術(shù)為依托要進(jìn)一步深入研究其他方案實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，以移動終端手機(jī)信息控制為例，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新方案探究。在今后的開發(fā)應(yīng)用中要不斷實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化，彌補(bǔ)嵌入式智能家居終端設(shè)計(jì)資源的限制，全面提高智能設(shè)計(jì)水平。

王昊，男，1990.3-，漢族，山東濟(jì)南人，山東大學(xué)信息學(xué)院電子與通信工程專業(yè)2013級研究生，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)智能家居

地址：山東省濟(jì)南市歷城區(qū)山大南路27號，山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 電話13665316319 郵編250100

參 考 文 獻(xiàn)

[1]梅樹奎.遠(yuǎn)程智能家居管理系統(tǒng)研究及實(shí)現(xiàn)[D].北京：中國科學(xué)院大學(xué)（工程管理與信息技術(shù)學(xué)院），2013（06）.

[2]賀翔，孟小華.嵌入式智能家居終端人機(jī)界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010，05（28）：201-203.

[3]李云霞，李合菊，吳曉燕.嵌入式智能家居控制終端通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)優(yōu)先出版[J].電子測試2013，12（27）：113-115.