自适应智能家居控制系统的设计(2)
2.2无线模块
本次设计采用的无线模块为顺舟科技的SZ05系列Z?BEE嵌入式无线串口通信模块,该模块采用了加强型的ZigBee无线技术,该无线数据通信设备符合工业应用标准,它具有通信距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性,可实现多设备间的数据透明传输,可组MESH型的网状网络结构。ZigBee技术译为紫蜂技术,是一个有关组网、安全和应用软件方面的新型传感器网络,被称作IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。其结构简单、功耗低、速率低、成本低、可靠性高,主要适用于自动控制领域,其可以嵌入到各种设备中,同时支持地理定位功能[4?5]。
2.3控制器
对于控制终端的设计,单片机是其核心器件,本设计通过单片机与无线接收模块的数据传输完成对终端家用电器设备的控制。在本设计中采用的是飞思卡尔MC9S128MAA单片机,作为新一代的双核微控制器,拥有卓越的性能,堪比32位微控制器。S12X除了拥有主控CPU外,还拥有一个平行处理器XGATE模块,该模块是一个智能的、可编程的直接存储器取存模块,可以进行中断处理以及通信和数据预处理,并为其他任务释放一部分CPU空间,从而提高了该芯片的整体性能[6]。
2.4自适应智能灯光系统的设计
在智能家居控制系统中,灯光控制是一个很重要的组成部分,舒适、绚丽的灯光变幻会给家庭生活带来温馨、和谐的环境。在本次设计中,对于灯光系统主要采用了PWM脉宽调制技术来实现对灯光变幻的控制。同时通过光敏电阻对外界光线的感应,引起电压的变化,通过单片机对其模拟信号的采集,再由飞思卡MC9S128MAA单片机集成的A/D转换功能完成数/模转换,最终通过一定算法,完成相应PWM调制波的输出,完成室内灯光自适应控制。图3为灯光系统电路图[7?8]。
3软件设计
本软件设计主要包括人机界面的软件设计和控制器的软件设计以及通信协议的设计,该系统总的软件设计流程图如图4所示。系统开机初始化后,首先进入人机界面,通过自适应搜索到开机的家用电器。通过触摸屏的触摸输入选择要控制的电器。通过无线模块的数据传输及终端控制单片机的数据识别和处理,完成家用电器的控制并传回数据,在触摸屏上显示各参数。
3.1人机界面软件设计
(1)TouchWin简介
TouchWin为TH系列触摸屏提供了理想的编辑平台,TouchWin编程软件采用全中文操作界面,其操作具有良好的操作界面及简单易学的开发编程界面,是TH系列最常用的开发软件。对于一个触摸屏开发过程,完整流程如图5所示。
(2)人机界面窗口设计
在本次设计中,设计的画面窗口主要包括:开机界面、电器搜索界面以及各个电器控制界面。
3.2控制终端软件设计
(1)控制器开发环境简介
控制器采用的开发环境是飞思卡尔公司研制的CodeWarrior开发环境,该软件功能强大,CodeWarrior环境主要包括以下几个模块:编译器、源代码浏览器、构造系统、调试器、工程管理器等。编辑器、编译器、连接器和调试器是软件开发的4个主要阶段。其他的模块用以支持软件开发的主要过程。该集成环境是一个多线程应用,能在内存中保存状态信息、符号表和对象代码,从而提高了操作速度,进行自动编译以及链接。
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