智能家居控制器的设计
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摘要
智能家居业是一个新兴行业，在我国已经得到了初步发展。各大信息家电生产厂商和政府机构不失时机地开展了中国的标准化制定工作，为中国智能家居业的发展提供了一个开放的标准化平台。如何建立一个高效率、低成本、实用、易用的智能家居系统已成为当前社会的一个热点问题，有着广阔的应用前景与较高的研究价值。
智能家居控制器是一款可以不依赖小区局域网而独立运行的智能家居系统，集安全自动防范系统SAS、通信自动化系统CAS、管理自动化系统MAS于一体。智能家居以用户需求为出发点，引导和改变大众生活，给人们生活带来极大方便。本文主要讨论了智能家居控制器系统的设计与初步实现。
控制器的硬件设计采用32位嵌入式多媒体芯片Virgine G2为主控制芯片，为多路视频输入与输出信号设计了叠加和切换电路，以电视为家庭的娱乐中心与控制中心；通过RS232与上位机相连，便于系统的更新与程序的升级；设计了有线和无线两种家庭网络，有线方式以CAN网接入自动抄表系统，无线网络利用315MHz业余频段，实现安防功能的16路警情检测输入和家电控制命令发送；以太网设计解决了用户家庭网络和外部网络的信息交互问题；嵌入电话功能为用户随时随地掌控家庭各种情况提供便捷手段；系统还集成USB功能，提供两路下行端口和一路上行端口。文中给出了系统结构框图和相关功能单元的电路原理图。
软件的开发基于EISC STUDIO开发环境，移植了μC／OS-Ⅱ作为智能家居控制器的操作系统，并在此基础上移植和编写了相关中间件，给出了主要的软件模块流程图。
智能家居产品具有广阔的市场前景，符合国家的产业发展导向。本设计的智能家居控制器硬件易于扩展，软件易于升级，机顶盒式的设计易于施工安装。产品具有较高的性价比，适合中国国情，具有强大的生命力和广阔的市场空间。
The Smart Home industry has obtained a great deal achievement in China. Home appliance manufactures and governmental organizations take this advantage to make the platform for the standardizing of this industry. For its promising future and research value, the establishment of an effective, low-cost, practical and usability system has become one of the hot topics in present situation.
As a system which could run independent of local area network, Smart Home Controller has integrated with Safe Automation System, Communication Automation System and Management Automation System. To meet the demand of user, guide and promotion life quality, Smart Home could bring great facility to people's life. This paper is mainly discussed the design and primary realization of Smart Home Controller.
The controller is based on Virgine G2, one 32-bit multimedia chip. Extended circuit for realize switch and overlap multi-video input and output, utilize TV set as home entertainment and control center. RS232 interface is designed to connect PC, easy to realize program upgrade. Wire and wireless home network has designed, automatic meter reading system is accessed by CAN bus, sixteen alarm check input and appliance control command send by amateur frequency band(315MHz). The problem of internal and external information interaction is resolved by the design of Ethernet network. For give a convenient way to deal with house information, phone module is embedded. It's integrated with USB function which could provide two downstream ports and one upstream port. System structure chart and correlation module schematic circuit diagram is provided.
Software development is based on EISC STUDIO, portingμC/OS-Ⅱas system embedded OS, related middleware is compiled and transplanted, crucial flow diagram is provided.
Smart home produce has a wide market prospect, and accorded with county's industrial development strategy. This design is easy for system extended and upgraded. Set-top-box design has convenient to be fixed. The system has high ratio performance-to-price, suitable for Chinese home.
智能家居控制器是一款可以不依赖小区局域网而独立运行的智能家居系统，集安全自动防范系统SAS、通信自动化系统CAS、管理自动化系统MAS于一体。智能家居以用户需求为出发点，引导和改变大众生活，给人们生活带来极大方便。本文主要讨论了智能家居控制器系统的设计与初步实现。
控制器的硬件设计采用32位嵌入式多媒体芯片Virgine G2为主控制芯片，为多路视频输入与输出信号设计了叠加和切换电路，以电视为家庭的娱乐中心与控制中心；通过RS232与上位机相连，便于系统的更新与程序的升级；设计了有线和无线两种家庭网络，有线方式以CAN网接入自动抄表系统，无线网络利用315MHz业余频段，实现安防功能的16路警情检测输入和家电控制命令发送；以太网设计解决了用户家庭网络和外部网络的信息交互问题；嵌入电话功能为用户随时随地掌控家庭各种情况提供便捷手段；系统还集成USB功能，提供两路下行端口和一路上行端口。文中给出了系统结构框图和相关功能单元的电路原理图。
软件的开发基于EISC STUDIO开发环境，移植了μC／OS-Ⅱ作为智能家居控制器的操作系统，并在此基础上移植和编写了相关中间件，给出了主要的软件模块流程图。
智能家居产品具有广阔的市场前景，符合国家的产业发展导向。本设计的智能家居控制器硬件易于扩展，软件易于升级，机顶盒式的设计易于施工安装。产品具有较高的性价比，适合中国国情，具有强大的生命力和广阔的市场空间。
The Smart Home industry has obtained a great deal achievement in China. Home appliance manufactures and governmental organizations take this advantage to make the platform for the standardizing of this industry. For its promising future and research value, the establishment of an effective, low-cost, practical and usability system has become one of the hot topics in present situation.
As a system which could run independent of local area network, Smart Home Controller has integrated with Safe Automation System, Communication Automation System and Management Automation System. To meet the demand of user, guide and promotion life quality, Smart Home could bring great facility to people's life. This paper is mainly discussed the design and primary realization of Smart Home Controller.
The controller is based on Virgine G2, one 32-bit multimedia chip. Extended circuit for realize switch and overlap multi-video input and output, utilize TV set as home entertainment and control center. RS232 interface is designed to connect PC, easy to realize program upgrade. Wire and wireless home network has designed, automatic meter reading system is accessed by CAN bus, sixteen alarm check input and appliance control command send by amateur frequency band(315MHz). The problem of internal and external information interaction is resolved by the design of Ethernet network. For give a convenient way to deal with house information, phone module is embedded. It's integrated with USB function which could provide two downstream ports and one upstream port. System structure chart and correlation module schematic circuit diagram is provided.
Software development is based on EISC STUDIO, portingμC/OS-Ⅱas system embedded OS, related middleware is compiled and transplanted, crucial flow diagram is provided.
Smart home produce has a wide market prospect, and accorded with county's industrial development strategy. This design is easy for system extended and upgraded. Set-top-box design has convenient to be fixed. The system has high ratio performance-to-price, suitable for Chinese home.
引文
[1]慧聪网安防行业专业专题报道http://www.secu.hc360.com/zt/zhinengjj/
[2]王斌，网络家电技术的发展现状和展望[J]，电子技术应用，2006年第七期
[3]韩江洪，智能家居系统与技术[M]，合肥工业大学出版社，2005
[4]曾煜，一种新颖的多媒体SoC芯片—Virgine G2，电子技术应用，2002年11月
[5]Virgine G2 multimedia Graphic Processor Data Book，韩国ADChips公司，2002年3月
[6]秦剑，车载多媒体视音频系统的设计与研究，硕士学位论文，合肥工业大学，2005．5
[7]兰晓红，基于VG2音视频处理器的多制式图形视频叠加系统的设计与实现，重庆师范大学学报，2006年第21卷
[8]郑宏军，MAX4310视频复用放大器的应用研究，电子技术，2000年第11期
[9]刘航，东芝单片TBl238特点及其在华强牌彩电中的应用，电视技术，2000年第11期
[10]唐桃波，基于AT89C52的智能无线安防报警器，电子设计应用，2003第6期
[11]陆延丰，语音数字记录仪的电话接口，电子技术应用，2002年09期
[12]曾刚，DTMF远程通信的软硬件实现技术，电子技术应用，2000年第5期
[13]电话消侧音原理及其稳定性问题的改善办法，马松林，2003年增刊
[14]陈万寿，新编电话机电路图集，人民邮电出版社，2000年4月
[15]UTC TEA1062N/TEA1062AN LINEAR INTEGRATED CIRCUIT,UNISONIC TECHNOLOGIES CO., LTD.
[16]周志明，一种自动拨号报警电路的设计，电手元器件应用，2004年9月
[17]赵金明，双音多频器件MT8888的应用，电子制作，2006年第6期
[18]温强，双音多频发送接收器MT8888及其应用，自动化技术与应用，2004年第2期
[19]ISD1400 SERIES Single-Chip Voice Record/Playback Devices,ISD,1998
[20]周湘峻，ISD语音集成电路的工作原理和典型应用，实用无线电，1998年第3、4期
[21]刘沛，基于ISDl420的语音报警器设计，现代电子技术，2004年第12 期
[22]李艳萍，小区家庭安全监控系统的研制，微计算机应用，2005年9月
[23]王视听，一种无线射频收发模块的应用，电子技术应用， 2005年第8期
[24]吴文佳，PT2262/T2272编解码IC在无线智能报警系统中的应用，世界电子元器件，2004年第12期
[25]崔占琴，一种无线报警器的设计与实现，现代电子技术，2006年第6期
[26]P87LPC762/764 OTP单片机数据手册，广州周立功单片机发展有限公司
[27]严后选，无线红外智能遥控器的设计，测控技术，2003年第22卷第3期
[28]PT2262 PT2272和P87LPC764单片机的接口设计，广州周立功单片机发展有限公司
[29]唐奂知，PT2262万能遥控器的原理与制作，无线电，2006年第6期
[30]安颖，遥控编码芯片PT2262的单片机译码模块，计算机与数字工程，2005年第8期
[31]孙伟，基于VG2多媒体芯片的智能家居控制器通信接口设计，硕士学位论文，合肥工业大学，2007年5月
[32]马伟，计算机USB系统原理及其主/从机设计，北京航空航天大学出版社，2004年
[33]周立功，USB2．0与OTG规范及开发指南，北京航空航天大学出版社,2005年
[34]王梅，一种基于嵌入式USB．HOST的大容量数据存储方案及应用，计算机测量与控制，2004年12月，
[35]ISP1161A1芯片手册，广州周力功单片机发展有限公司，2004年
[36]RTLS019AS datasheet，Realtek semiconductor Corp．
[37]张培仁，独立的CAN总线控制器，器件在线，2001年
[38]林勇，基于LPC2214的家庭智能终端的设计与实现，电子技术应用，2006年第3期
[39]Jean JLabrosse，MircroC/OS-Ⅱ The Real_Time Kernel Second Edition，北京航空航天大学出版社，2003年
[40]杨晔，实时操作系统的μC/OS-Ⅱ下TCP/IP协议栈的实现，单片机与嵌入式系统应用，2003年第7期
[41]LwlP在μC/OS-Ⅱ操作系统中的实现，微计算机信息，2005年第21卷第7-2期
[42]ISP1161A1Embedded Programming Guide,www.flexiusb.com
[43]罗蕾，嵌入式实时操作系统及应用开发[M]，北京航空航天大学出版社， 2005
[44]用Philips 87LPC76x微控制器作为遥控发射器，广州周立功单片机发展有限公司
[45]www.zlgmeu.eom周立功单片机开发网站
[46]www.ebdev.eom艾比德嵌入开发网
[47]www.adc.co.kr韩国ADCHIPS公司网站
[48]www.xie-gang.com 电子制作实验室
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[36]RTLS019AS datasheet，Realtek semiconductor Corp．
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[48]www.xie-gang.com 电子制作实验室