基于S3C2440家庭网关设计方案

　　摘 要：伴随着社会经济水平的提高，人们对家居生活质量的要求也越来越高。同时随着嵌入式技术的不断发展，以及移动通讯设备的普及，远程控制普通家电的条件已经逐步成熟。为了实现手机远程控制家电的目的，提出了一种基于ARM+linux 的嵌入式家庭网关，以32 位的ARM9S3C2440 微处理器为核心，配有短信接收模块、红外遥控器自学习模块、以及无线Zigbee 通讯模块。实现了短信的接收，红外遥控器信号的接收、存储及发送。经过测试与分析，达到了预期的效果，证明该方案确实可行。

　　在信息、通讯不断发展的今天，随着人类社会的进步和科学技术的迅猛发展，及国内消费者生活水平的不断提高，人们更加注重生活质量，对生活的舒适度有了更高的要求。而家电的性能对人们生活的舒适度有着直接的影响。家电远程控制系统使人们可异地控制家庭内部设备，拓展了人们的生活空间，为人们管理家庭设备提供了方便的手段。但由于很多普通家电却不具备智能控制所需的条件，为了实现对普通家电的智能控制，需要设计一个中间设备--家庭网关。

　　本系统应用现阶段流行的ARM9 系列微处理器芯片和嵌入式Linux 操作系统进行了家庭网关的软硬件设计，利用人们随身携带的手机与家庭网关进行短信通信，并在家庭网关的控制下，实现对家电的远程控制。

　　1 家庭网关整体结构

　　远程家电控制系统一般可以划分为外部网，家庭网关和内部网三个部分。而家庭网关是家庭内部网与外部网的连接枢纽，也是整个系统的核心设备，整个系统构成图如图 1 所示。用户使用手机发送家电控制短信到家庭网关，经过家庭网关的处理将其转换为遥控器红外指令，发送给各个分控节点驱动红外发射器发送红外指令对该设备进行控制，从而实现手机远程控制家电的功能。

　　

　　图1 系统构成图

　　2 家庭网关的实现

　　家庭网关中央处理器的选择有多种方案，但考虑到家庭网关的功能、成本以及以后的升级，本课题决定采用三星公司的S3C2440A 处理器作为家庭网关的中央处理单元。S3C2440 主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用，S3C2440A 提供一组完整的系统外围设备，从而大大减少了整个系统的成本，省去了为系统配置额外器件的开销，通过外扩存储器（SDRAM/Flash）、触摸屏、短信接收模块、遥控器自学习模块、Zigbee 模块来构建家庭网关的硬件平台，其系统结构如图 2 所示。家庭网关所具有的功能包括：

　　遥控器红外指令的对码学习、短信的接收及处理、家庭内部网的主节点。

　　

　　图2 家庭网关系统结构图

　　2.1 遥控器自学习模块

　　家庭中的家电普遍采用红外遥控设备，要控制家电就要知道所对应的红外遥控码。遥控器红外脉冲码一般由引导码、地址码、数据码、数据码反码和结果码组成。由于各个公司生产的红外编/解码芯片采用的编/解码方式和脉宽周期不同，导致了市场上的各类遥控器的功能互不兼容。为了能拥有各种遥控器的遥控功能，首先必须要正确地原样接收并存储遥控器的红外脉冲码，为此设计了红外遥控接收模块，接收遥控器的红外指令并保存在SQlite 数据库。