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LPC2294芯片构成智能节制器实现智能家电近程监控

  跟着人类社会的前进和科学手艺的迅猛成长,出格是4C手艺(Computer,Communication, Control和CRT Technology)的成长,人类起头迈入数字化和收集化为平台的智能化社会。消息化社会在改变我们糊口体例与工作习惯的同时,也向保守的室第提出了挑战。智能家居收集系统以4C手艺为根本,采用先辈、成熟的设备和产物以及先辈的办理软件,对整个家居的消息通信、平安防备、报警乞助集中于同一的平台长进行办理。它不只曾经成为一个国度经济实力和科学手艺的分析标记之一,并且也是人类社会室第成长的必然趋向。

  CAN总线是目前风行的现场总线手艺之一,依托靠得住性高、价钱低廉的劣势,已获得了普遍的使用[1]。CAN总线采纳了很多新手艺及奇特的设想,与一般的通信总线比拟,它的数据通信具有凸起的靠得住性、及时性和矫捷性。CAN总线上的节点数次要取决于总线个。这个特点正益处理了家庭范畴中家用电器品种繁多,分布零星的问题。CAN总线采用节点ID标示每个节点,而不需要特地为每个节点设置地址,这就能够肆意添加或删除节点而不消对总线上的其他节点进行任何点窜。

  本系统在CAN收集的根本上添加智能节制器与Internet的收集接口,从而实现智能家居的近程监控。智能家电近程监控系统如图1所示。

  由图1可知系统由三部门构成:CAN收集,智能节制器和Internet。CAN收集就是通过CAN总线把家庭安防、近程抄表、情况▓调理、文娱功能和家电节制等节点模块构成家庭局域网,以实现数据和节制消息的快速传输,各个节点模块是由8位MCU+CAN节制器+CAN收发器+响应的传感器/节制器构成,我们把各个节点模块称之为智能节点;智能节制器选用的是Philips公司的内部集成CAN节制器的32位微处置器LPC2294,只需毗连CAN收发器即可成为CAN收集的一个节点,如许再通过扩展收集接口就实现了CAN收集与Internet的消息互换,达到近程监控的目标;Internet的成长极大的加速了消息的传送,任何接入互联网的电脑都能够用来监控我们的系统,当然平安性也是我们必需考虑的。

  (1)家庭安防:安满是居民对日常糊口的首要要求,安防因而成为近程家庭消息监控系统的首要构成部门,例如:红外报警、门窗磁报警、告急乞助报警、燃气泄露报警、火警报警等。当红外报警安装工作时,若是家中有人走动,系统就会主动通过蜂鸣器和语音实现当地报警;同时,报警消息会被及时地传到物业核心或110报警核心,还能够主动拨号到指定的手机或电线)近程抄表:水、电、气表的近程主动抄收计费是物业办理的主要部门,实现三表的主动抄表计费,处理了入户抄表的低效率、不平安和对住户形成干扰等要素。

  (3)家电节制:通过同一的家电联网接口,将收集家电和近程家庭消息监控系统相连,构成收集家电系统,实现家用电器的近程监控和毛病诊断等功能。

  (4)情况调理:室内的情况是人们栖身起首考虑的要素。情况调理是智能家居的次要构成部门,例如:温度设定,用户可肆意设定并写该室内的温度;温度节制,监测当前室内温度值。该值被送给空调机组,其与设定值的差值送给本人的空调结尾设备节制节点。

  (5)文娱功能:包罗视听文娱和游戏等,视听文娱包罗州V播放、家庭影院、投影机、电视主动录像等。

  系统选用功能强大的带有CAN接口的32 位微处置器LPC2294,运转基于特定使用的嵌入式及时操作系统,实现合理的使命安排,满足节制系统对及时性和靠得住性的要求。

  1)Flash ROM:虽然LPC2294内部嵌入256KB 高速Flash存储器和16 KB静态RAM,能够满足一般的节制要求。可是我们需要外扩一个容量相对大的FlashROM来保留监测到的汗青数据,以便查看和打印。为了满足操作系统及其文件系统的存储要求,系统选用了2M Flash ROM器件SST39V160作为存储介质。

  2)EEPROM:LPC2294内部没有集成EEPROM,要将家电设备编号保留下来, 故外扩了容量为1024 Byte的显存。

  3)SDRAM:嵌入式操作系统的运转需要动态ARM,而芯片LPC2294内部供给的16K静态RAM次要用来为7种工作模式分派仓库和姑且变量分派空间,需要在外部总线上扩充SDRAM(HY57v641620H)芯片,解压缩后的操作系统将驻留在其内。家居监控

  为便于节制新挂接在CAN总线上的家电设备,及时显示家电设备的运转环境,设想了键盘输入与LED显示。为了充实操纵LPC2294的I2 C接口,以及削减电路的复杂性,采用了ZLG7290 I2C接口键盘及LED驱动器。ZLG7290的I2 C接口授输速度可达32 kb / s,易与处置器接口,并供给键盘中缀信号,提高主处置器工作效率。

  按键利用了数字键( 0~9) ,用于输入和点窜数字,可连击实现快速输入和点窜数字;移位键在点窜模式下,用于选择要点窜的位;加1键在点窜模式下将当前要点窜的位进行加1操作(在0~9之间轮回) ;模式键实现进入/退出点窜模式,不答应连击;确认键在点窜模式下将点窜好的数据写入EEPROM中。

  RTL8019AS与以太网的毗连由PM34 1006M滤波器芯片和RJ45完成[1]。其毗连如图2所示。这里采用PM34- 1006M是为了提高收集通信能力。图中TPIN+、TPIN-、TPOUT+和TPOUT-是RTL8019AS芯片输入/输出信号的4个引脚,滤波器左边是以太网RJ45接口,通过尺度带RJ45插头的双绞线接入以太网。

  为了便于系统的扩展和升级,同时更好地协调理制系统的不变性及及时性,系统采用了嵌入式操作系统uClinux进行设想开辟。

  uClinux是Linux2.0的一个分支,它被设想用于没有MMU的微节制器范畴。uClinux的最大特征就是没有MMU(内存办理单位模块),它很适合那些没有MMU的处置器,如ARM7TDMI。uClinux具有完全的TCP/IP和谈栈,同时对其他很多的收集和谈都供给支撑。这些收集和谈都在uClinux上获得了很好的实现。

  通过利用嵌入式uClinux,它既保留了原先Linux操作系统不变性、功能强大等长处,又对内核的代码从头编写,削减了内核容量,提高了效率[4]。及时性方面,能够利用历程间通信如管道、动静队列、共享内存等方式将CAN总线的领受中缀与使用法式间接联系关系,加速系统对CAN总线事务的响应速度。进一步能够通过RTLinux和RTAI(Real Time Application Interface)这两种方案加强uClinux的及时性。次要包罗:下载uClinux源代码,实此刻LPC2294上的移植、编写驱动法式、在uClinux系统下编写使用软件。

  为了充实操纵LPC2294无限的内存资本,应尽量削减使命个数及使命之间的屡次切换,能够将优先级附近且运转周期附近的功能整合到统一使命中。通过及时性阐发,连系各功能运转周期的要求,系统分为以下3个使命:

  (1)系统监控与报警。此使命包管节制器与CAN总线上的智能家电设备进行及时通信,及时领会总线上家电的运转环境并作响应处置。此使命运转周期为100ms,优先级最高。确保系统运转的靠得住性和响应的及时性。

  (2)近程通信赖务。次要是实现系统消息与TCP/IP数据的转换,以实现家电的近程检测和节制。秒速赛车开奖官网使命的及时性较高,把其优先级设为次级高。

  (3)LED显示使命。次要是显示及时的温度,湿度等室内情况参数和电器设备形态。无及时要求,优先级最低。

  本系统通过扩展LPC2294芯片,构成了智能节制器,实现了家用电器的集中监测和节制。通过移植嵌入式系统使得系统愈加不变和矫捷,与互联网的毗连则实现了家庭安防和家电的近程监控。系统达到了集中节制与近程节制的目标。



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