2.3 系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)采用Linux操作系統(tǒng)，Linux內(nèi)核是一種源碼開放的操作系統(tǒng)，采用模塊化的設(shè)計(jì)。在此只保留了必需的功能模塊，刪除了冗余的功能模塊，并對(duì)內(nèi)核重新編譯，從而使系統(tǒng)運(yùn)行所需的硬件資源顯著減少。

　　Linux系統(tǒng)內(nèi)核集成了大量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，支持全部的標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)協(xié)議和幾乎所有的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因此將其應(yīng)用于智能家居控制器的設(shè)計(jì)，具有代碼量小、運(yùn)行消耗系統(tǒng)資源少、可靠性高、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)智能家庭數(shù)據(jù)采集控制器對(duì)于操作系統(tǒng)的要求。Qt作為一種跨平臺(tái)的基于C++ 的GUI系統(tǒng)，能夠提供給用戶構(gòu)造圖形用戶界面的強(qiáng)大功能。本文選用移植性強(qiáng)的Qt軟件設(shè)計(jì)圖形用戶界面，所設(shè)計(jì)的GUI實(shí)用、簡(jiǎn)潔、實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互，可通過鍵盤或面板對(duì)程序進(jìn)行輸入、保存、修改和編譯，信息和臨時(shí)信息及時(shí)輸出、顯示，通過GUI達(dá)到了整合系統(tǒng)的目的。在Qt系統(tǒng)中，不僅有著構(gòu)造完善的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且為了滿足用戶對(duì)編寫圖形用戶界面應(yīng)用的種種需求，還創(chuàng)建了許多新的系統(tǒng)機(jī)制，其中Qt所特有的內(nèi)部進(jìn)程通信機(jī)制具有獨(dú)特的反應(yīng)速度，本文采用的Qt應(yīng)用進(jìn)程之間通信機(jī)制是Signal-Slot機(jī)制和FIFO 機(jī)制。Linux 系統(tǒng)不斷偵查本地GUI消息，任何一個(gè)Qt消息被觸發(fā)，系統(tǒng)都會(huì)立即執(zhí)行相應(yīng)程序，提高了整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)速度和穩(wěn)定性，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

　　圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程

　　3 結(jié) 語

　　整套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分利用了ARM11S3C6410的硬件功能和處理速度，成功移植了以S3C6410為硬件核心的Linux嵌入式系統(tǒng)，并完成了基于Linux Qt的控制程序的開發(fā)，解決了多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，其中包括構(gòu)建基于ZigBee通信協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)、基于AT89C51的統(tǒng)一家電控制協(xié)議、基于S3C6410的GPRS遠(yuǎn)程通信、家電控制的直接解碼與編碼等，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的控制結(jié)果效果令人滿意，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性和實(shí)用性，具有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

四、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)在智能家居中的應(yīng)用

　　21 世紀(jì)是信息化的世紀(jì)， 各種通信和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步。智能家居控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使得人們可以通過手機(jī)或者互聯(lián)網(wǎng)在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器（空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、DVD 錄像機(jī)） 進(jìn)行遠(yuǎn)程控制； 可以在下班途中， 預(yù)先將家中的空調(diào)打開、讓熱水器提前燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯？而這一切的實(shí)現(xiàn)都僅僅是輕輕的點(diǎn)幾下手機(jī)按鍵或鼠標(biāo)。此外， 該系統(tǒng)還可使家庭具有多途徑報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)聽、數(shù)字留言等多種功能，如果不幸出現(xiàn)某種險(xiǎn)情， 您和110 可以在第一時(shí)間獲得通知以便進(jìn)一步采取行動(dòng)。舒適、時(shí)尚的家居生活是社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志， 智能家居系統(tǒng)能夠在不改變家中任何家電的情況下， 家內(nèi)家外（在家內(nèi)通過無線局域網(wǎng)，在家外通過電信或互聯(lián)網(wǎng)） 都能對(duì)家里的電器、燈光、電源、家庭環(huán)境進(jìn)行方便的控制， 使人們盡享高科技帶來的簡(jiǎn)便而時(shí)尚的現(xiàn)代生活。

　　1 智能家居系統(tǒng)控制的工作原理

　　本系統(tǒng)是基于紅外和GSM 網(wǎng)絡(luò)的用于智能家居環(huán)境中的一種遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)。其工作原理為： 用戶通過自身的手機(jī)發(fā)出命令短消息， 在家值守的GSM 模塊接收到命令后發(fā)送給主機(jī)（單片機(jī)） , 主機(jī)通過對(duì)命令的處理， 把命令通過紅外傳輸?shù)较鄳?yīng)的分機(jī)（單片機(jī)） 上， 分機(jī)對(duì)命令處理后， 啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)備， 完成用戶給出的命令并向主機(jī)回復(fù)應(yīng)答， 主機(jī)收到應(yīng)答后， 通過GSM 模塊發(fā)出回復(fù)短消息， 報(bào)告用戶完成命令。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（這里定時(shí)60s） 主機(jī)沒有接收到分機(jī)的回復(fù)信息， 即把該操作認(rèn)為無效， 回復(fù)操作無效短消息給用戶手機(jī)， 要求用戶重新發(fā)出命令。若收到的短信息有誤， 主機(jī)便立刻回復(fù)用戶該操作無效， 請(qǐng)求重新發(fā)出命令。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成圖

　　2 硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 MCU 與GSM 通信模塊

　　本單片機(jī)通過RS232 串行通信接口與GSM 模塊通信， 提取GSM 設(shè)備的短信， 發(fā)送相關(guān)的信息， 并通過串行通信接口與紅外模塊相連， 利用紅外模塊， 達(dá)到主、分機(jī)之間的通信， 因此， 選用A T 89S52 芯片。控制上需要用到兩個(gè)串行接口， 但89S52 只有一個(gè)串口， 故還需要在程序中進(jìn)行模擬串行接口通信。其最簡(jiǎn)外部接線電路如圖2 所示。

圖2 A T 89S52 外部接線

　　89S52 與TC35 之間通過異步串行接口進(jìn)行通信，通信速率為9 600b?s, 具有1 位起始位、8 位數(shù)據(jù)位、1位停止位， 無奇偶校驗(yàn)。

　　單片機(jī)啟動(dòng)后， 便發(fā)出A T + CM GD = 2 指令， 清除第二存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)， 然后不斷地發(fā)出指令讀取第二存儲(chǔ)空間。若有數(shù)據(jù)， 即表示接收到數(shù)據(jù)， 并開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 處理完畢后再把該空間數(shù)據(jù)刪除。當(dāng)單片機(jī)向手機(jī)發(fā)出短消息時(shí)， 單片機(jī)會(huì)向GSM 模塊發(fā)出A T、A T + CM GF = 0、A T + CM GS= X 一系列的指令， 當(dāng)接收到回復(fù)信息后， 最后發(fā)出短消息的內(nèi)容。