基于嵌入式ARM构架的智能家居控制系统设计

李雁

【摘要】智能家居得到了迅猛地发展，为人们的生活提供了更大的便利，提升了人们的生活水平。智能家居系统的构建，要注重对控制系统的功能及作用做好把握，以更好地满足人们的实际需要。本文探讨了嵌入式ARM构架的智能家居控制系统设计策略，提升智能家居的性能水平，给人们的生活带来更大的便利。

【关键词】嵌入式;ARM架构;智能家居;控制系统

前言

智能家居控制系统的设计，注重对智能技术进行有效地运用，融合了云计算、大数据、互联网等技术手段，实现家居系统的智能化、信息化管理目标。智能家居控制系统的设计，将各类设备利用物联网技术进行连接，能够根据环境的改变，实现对各类家电的有效控制，为人们的生活提供更大的便利。加强智能家居控制系统设计，实现人机交互、大数据分析这一目标，更好地满足人们对智能家居的需求。

1嵌入式ARM构建概述

智能家居控制系统对嵌入式ARM构架进行运用，目的在于满足智能家居控制系统设计的实际需要，保证系统的性能水平，以更好地满足人们的实际生活需要。在网络时代，智能家居控制系统对智能化技术、信息化技术进行了有效地运用，借助于网络化、智能化管理，为人们提供一个惬意的居住环境[1]。嵌入式ARM构建融入智能家居控制系统中，突出了家电上网的设计理念，利用信息技术手段对家居进行智能化改造，实现远程控制目标，对家居的温度、湿度等环境信息做好控制，实现对家居环境的远程化、智能化管理目标。

2系统设计方案

在利用嵌入式ARM构建进行智能家居控制系统设计时，要注重对系统原理、各模块的功能指标做好把握，使系统各部分的功能及作用得以实现。在系统设计时，具体的设计方案内容如下：

2.1系统原理

基于嵌入式ARM构架的智能家居控制系统设计，主要采取了模块化的设计理念，注重借助于TCP/IP协议，将家居环境与远程PC服务器进行有效地衔接，实现对家居的远程控制目标。关于系统设计原理，具体如图1所示：

2.2系统实现方案分析

1.控制平台设计

控制平台设计过程中，主要理由sep4020开发板作为系统的核心，采取了0.18um标准CMOS工艺设计，内嵌ASIXCORE内核，采用了冯诺依曼结果。在运行系统选择上，主要理由了Linux操作系统，并借助于该系统对湿度信息模块、家电电源控制模块进行控制。在控制系统设计时，考虑到Linux系统网络服务，注重做好服务时限方案设计[2]。通过在Linux系统中移植boa服务，并借助于cgic库实现网页指令。同时，搭载了CGIC代码，该代码是一个支持CGI开放源码的標准C库。在对CGIC代码运用时，该代码的功能表现在以下几个方面：

（1）实现数据分析，并对缺陷数据进行校正;

（2）提供数字字段的边界检查服务;

（3）能够对CGI环境变量进行转化，使之成为C中的非空字符串;

（4）能够对CGI程序起到调控的作用，并对CGI状态进行回放[3]。

2.温湿度采集模块的设计

温湿度采集模块是智能家居控制系统的重要组成部分，该模块的设计主要对DHT11芯片进行了运用，该芯片是一种含有校准数字信号的温湿度复合传器。DHT11芯片具有采集和传感作用，能够对获取的温湿度信号进行有效传递，并且信息传递具有较高的稳定性，能够为系统决策提供重要的数据支持和参考。在对温湿度采集模块设计时，要注重对DHT11传感器获取的数据进行校准，通过设置校准系数，从而确保数据采集的准确性和可靠性[4]。

3.家电电压模块设计

针对家电电压模块设计，注重对sep4020自带的Led模块进行运用，从而对数据信息进行反馈，确保系统的有效运行。

4.功能指标的设计

在进行系统设计过程中，要注重对系统功能指标做好把握，确保系统的稳定运行。在对系统功能指标设计时，结合温湿度采集模块指标设计，需要对湿度、温度做好把握。这一过程中，在对DNT11性能指标设计时，相关参数设计如表1所示：

2.3系统实现

关于系统硬件设计分析

1.系统的电路图设计

电路图的设计是该系统设计的关键，主要采取了集成电路的设计方式，保证系统性能水平得以实现，从而对家居环境做好有效地监控。关于电路图的设计，具体内容如下所示：

2.温湿度采集模块设计

在对温湿度采集模块设计时，注重利用DHT11芯片进行系统设计，并采用了单总线的通信方式。关于温湿度采集模块的设计，具体内容如下：

（2）系统软件设计

在进行系统软件设计过程中，具体的设计如下：

1.电源控制模块驱动设计

在进行家居电源控制模块设计时，采用了sep4020自带的led灯进行模拟，并采取了单片机通用引脚操作的方式实现系统功能。

2.温湿度采集模块驱动设计

在设计过程中，主要运用了DHT11芯片实现。这一过程中，利用DHT11芯片单总线实现数据通信目标，将sep4020和DHT11芯片数据引脚相连。其中，DATA用于微处理器于DHT11之间的通讯连接，并利用单总线的连接方式，通讯时间控制在3s作用[5]。

3.Linux系统网络服务器的搭建

在进行Linux系统网络服务器搭建时，移植boa到系统下构建网络服务器，将boa拷贝到网络文件系统当中，将其存在文件系统的/bin中，保证Linux系统正常运行。

4.系统启动命令设计

系统气动设计时，在Linux系统启动后，需要挂载ledctrl驱动模块、dht11驱动模块、启动boa服务。

（系统实现

关于系统实现具体内容如下所示：

（3）系统测试

通过对系统进行温度、湿度、LED开关灯测试，DHT11芯片测量范围值在0-50℃，误差值在日常应用范围内。湿度测试时，符合家居环境范围值。LED等开关测试，当按下“OPEN”按钮时，LED等亮;按下“CLOSE”按钮时，LED灯灭。

结束语

综合上述分析来看，基于嵌入式ARM智能家居控制系统设计，要注重对硬件设备进行科学选择，并做好软件系统的设计，对家居湿度、温度数据进行远程监控，从而根据实际需要，做好温湿度的调整，使家居环境更好地满足实际需要。通过对嵌入式ARM技术运用，符合智能家居控制系统设计需要，具有良好的应用效果。在设计智能家居控制系统时，要注重加强智能化、信息化技术的有效运用，对系统设计的功能、作用做好把握，以提升家居环境的智能化管理，提升人们的生活品质和生活水平。

参考文献：

[1]汪军.基于嵌入式的智能家居远程控制系统设计[J].电脑编程技巧与维护，2021（08）：99-100.

[2]梁海洁，陈娇英，陈延明.基于嵌入式ARM构架的智能家居控制系统设计[J].广西大学学报（自然科学版），2021，46（01）：144-149.

[3]张叶.互联网背景下嵌入式智能家居远控系统的设计与应用[J].数字通信世界，2020（11）：135-136.

[4]钟少波.基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计[J].中国新通信，2020，22（10）：80.

[5]唐卫斌，宋亚峰.基于boa嵌入式的智能家居系统的设计[J].电子设计工程，2019，27（10）：173-177.