数字家庭智能控制器的设计

随着科学技术的发展,计算机、嵌入式系统和网络通信技术逐步深入到各个领域,使得住宅和家用电器设备逐渐网络化和智能化,而将家居控制器通过嵌入式设备连入网络进行远程控制也成为当前智能家居控制系统研究的热点问题。在传统控制技术中,若要对现场设备进行监控,必须通过专用通信线,而采用嵌入式Web Server技术,只需将嵌入式设备连接到Internet便可实现远程控制功能。 本文首先通过论述国内外智能家居和家居远程控制的发展现状及趋势,提出了本系统的功能需求。紧接着介绍了设计及实现嵌入式Web Server的关键技术,包括web,web server, html, cgi等相关技术。最终确定S3C2410为主控制器作为系统硬件平台,以嵌入式Linux为软件平台,并在此基础上建立了本系统软硬件开发环境。 本文接下来重点研究了该控制系统的总体设计,包括系统的总体设计思想及工作原理。解决了ARM-Linux嵌入式平台下实现远程控制系统的关键问题：第一是嵌入式Web服务器Boa的建立、配置以及动态Web的实现,第二是用户通过IE浏览器调出要访问的人及交互界面的设计；第三是用户访问和控制底层硬件接口状态的驱动程序的设计,第四是CGI(公共网关接口)调用可执行应用程序以及CGI应用程序的设计,以此实现服务器端与客户端的交互。在以上四个步骤基础上,具体设计了一个数字家庭智能控制器平台中的用户注册登录、时间日期显示、控制器1P地址修改、远程控制单个家电、远程控制家电的多个静态模式、远程控制家电的动态模式等的cgi应用程序和cgi程序调用的外部可执行应用程序,并对GPIO的驱动程序进行了二次开发。通过CGI,用户可以动态地访问Web Server,实现了用户通过调用服务器端的CGI程序对本地的硬件进行操作并将结果返还给远端用户的功能。 最后,在实验室提供的环境下对本智能家居控制器进行了测试。结果表明,本套嵌入式系统实现了真正的人机交互功能,且性能稳定。用户可以通过IE浏览器输入该控制器的IP地址来远程控制家电设备的状态。整个课题取得了预期的效果。