基于ARM智能家居控制系统研究和设计

牛烁

摘 要：本设计的内容是设计一个基于ARM的智能家居远程监控系统。整个硬件控制系统有以下模块：控制主机STM32F103VET6、无线短信收发模块GPRS（远程监控的主要模块）、用于显示的LCD1602液晶显示屏（显示测量出来的温湿度值）、测量外部环境温湿度的温湿度传感器DHT11，异步电机28BYJ-48（模拟控制窗帘收放用到的控制器）、蜂鸣器（报警用）、LED灯（模拟室内各种灯）、继电器（模拟室内各种电器的控制开关）。温湿度传感器测量出来的温湿度数值通过LCD1602来显示，当超过设定的阈值将通过GPRS模块发送警报短信到指定的手机上，同时也可以由手机发送特定短信到GPRS上控制LED灯的亮灭、控制28BJY-48步进电机的正反转、读取当前室内的温湿度并发送回手机上，实现远程监控的。

关键词：ARM；智能家居；STM32；传感器

一、智能家居的发展现状与趋势

现如今，智能家居在我国发展和应用较为广泛了，就比如智能照明，该灯可以通过操作系统来调节灯光的亮度和灯光的冷暖，不仅便于操作而且营造了舒适的氛围，其中包括一键情景控制、RGB颜色调整等;智能门锁更是方便与有老人小孩的家庭，当家中发现不可预料的事故时，智能家居系统会通过操作平台告知家中成年人，同时也可以通过APP的遥控操作来开门关门十分安全;安全警报为我们的安全上了一层锁，当智能门锁被不正当的方式打开或者出现了一些异常情况，系统将会向主任报警通知情况做出一些防范措施;环境监测更是消除了一大隐患，家中煤气泄漏、漏水、烟雾过浓等危险情况都可以及时的反馈给主人;还有影音娱乐，通过智能遥控器可以操控音响、视频、灯光、窗帘等设备的开关以及大小，营造一种舒适的环境便于放松。

不过智慧家庭也面临不少问题，第一智慧家庭的产业也未能建立起系统的规范，使得部分公司钻空子研发不可以兼备的商品，用户采用不规范的方式选择最终不再相信智慧家庭;第二研发者并未开展深层次的研究，没能掌握消费者的真正需求从而使发明出来的家居智能产品使用性能差，与市场脱轨;第三技术的研发往往需要大量资金的支持但是普遍的中小型企业不能满足不能进行大规模的生产，所以价格居高不下;第四一些消费者对智能家居并不了解不能普及受众不全面。

二、智能家居控制系统方案设计

本设计整个系统的主控芯片选择的具有ARM内核Cortex-M3的STM32VET6。该芯片属于增强型的32位高性能微控制器，具有100引脚和高达512K字节的闪存存储器。STM32VET6的系统架构包含4个驱动单元：Cortex-M3内核Dcode总线、系统总线、通用DMA1和通用DMA2；4个被动单元：内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM、FSMC和AHB到APB的桥。这些单元都是通过一个多级的AHB总线构架相互连接的。ICode：该总线将闪存指令接口与ARM的Cortex-M3内核的指令总线相连接。指令预取在此总线上完成。DCode：该总线将闪存存储器的数据接口和Cortex-M3内核的数据总线相连接（常量加载和调试访问）。系统总线：此总线连接Cortex-M3内核的系统总线到总线矩阵，总线矩阵协调着DMA与内核之间的访问。DMA总线：此总线将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相联，总线矩阵协调着CPU的DCode和DMA到内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM和外设的访问。总线矩阵：该矩阵协调DMA主控总线与内核系统总线间的访问与仲裁，仲裁采用轮换算法。总线矩阵包含4个驱动部件和4个被动部件。AHB外设通过总线矩阵与系统总线相连，允许DMA访问。AHB/APB桥（APB）：两个AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速（最高72MHz）。有關连接到每个桥的不同外设的地址映射。在每一次复位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外设都被关闭，在使用一个外设之前，必须设置寄存器RCC_AHBENR来打开该外设的时钟。

三、结语

本文主要对整个控制系统的硬件设计和软件程序设计进行了介绍。硬件方面介绍了控制系统中用到的各个模块及其工作原理，还介绍了硬件模块的电路连接；软件程序设计方面介绍了主要的控制程序，针对各个模块的使用工作原理，编写出要实现所需功能的控制程序，再将各个模块功能的程序组合起来按中断嵌套形成完整的控制程序。

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