基于BOA和nRF24L01的智能家居系统

　　1 引言

　　人们生活水平的提高以及科技的进步，特别是计算机技术、网络技术和通信技术的发展，智能家居将慢慢成为未来家居生活的发展方向。1984年在美国诞生了世界上第一座智能家居建筑，从此以后，世界上的各大公司和科研单位不断加速在智能家居方面的研究，他们分别提出了自己的智能家居解决方案，其中以新加坡提出的技术方案最具代表性，他的智能家居系统包括三表抄送、安防报警、家电控制、家庭智能控制面板、监控中心等功能，目标在于将家庭中与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置通过总线技术连接到家庭智能化系统上，从而进行集中或远程控制和管理。在未来，智能家居不仅要为用户提供健康、舒适安全和安全的生活环境，而且用户还能够

　　远程控制家庭电器设备和监控自己的家居状态。因此，本系统家从远程要满足这样的需求，一方面需要把家庭无线网络接入互联网，因为互联网已经渗透到我们生活的各个角落，通过互联网可以随时随地的远程控制家庭电器设备和监控自己的家居状态；另一方面在家庭内部采用无线网络技术，这样可以提供更大的灵活性、流动性，更符合家庭网络简洁性、灵活性、模块化、扩展性及独立性的通信特点。因此本系统将从网络化和无线化两方面着手来构建智能家居系统。

　　2 系统的总体设计

　　为了让智能家居控制系统之间实现无线通信，以及为了方便以后扩展外围模块去实现更多的功能，本设计基于嵌入式智能家居监测控制系统在拟采用模块化设计，拟由4个子系统组成：ARM控制中心、协调器、节点1、节点2，其系统总体如图1所示。

　　ARM控制中心主要完成的工作有：处理协调器发过来的信息，并且将相关的控制信息发送给协调器；其内部安装嵌入式 WEB服务器，主人可以通过网页获取各个节点的工作状态和控制各个节点的工作。此外，它还要处理火灾，盗贼闯入灯异常信息，然后通过GPRS模块用短信把相应的报警信息发送给主人。

　　协调器主要负 责ARM控制中心和各个节点之间的无线通信。一方面接收节点1和节点2的数据，然后通过串口送入到ARM控制中心进行处理；另一方面可以把前端的控制指令转发给相应的节点。

　　节点1的功能：把传感器采集到的温度数据实时的通过无线传输给协调器；当有火情和盗贼闯入的时候，蜂鸣器立即报警并把相应的信息通过无线发送给协调器；实现对点灯的控制。

　　节点2完成 “电器”的定时控制功能。定时器的定时时间可以通过客户机来设定，并且可以通过网络查询定时器的剩余时间；在此，实现湿度的监测。

　　3 系统的硬件设计

　　3.1 控制中心的设计

　　本设计中采用的ARM芯片为 S3C2440，S3C2440是由三星公司生产的一种性价比很高的ＣＰＵ芯片，由于该芯片价格低、功耗低和体积小等显著的特点，主要用于手持设备和一般类型应用的设备。

　　控制中心硬件电路主要有主控模块（S3C2440）、存储单元（64M SDRAN 和64M Nand Flash）、以太网接口、串行通信接口等，其硬件结构如图2所示。

　　3.2 手机短消息模块

　　系统采用的是SIM300模块，该模块是SICOM公司研制和生产的 ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线通信模块，其可以实现的功能有 ＧＰＲＳ网络数据收发、语音通话、短信收发、彩信收发等［５］。本系统主要用到的功能是短信的发送，当有火灾或者盗贼 闯 入 的 时 候，系统会议短信的方式告诉主人。

　　SIM300和S3C2440之间是通过串口通信的。其短信数据传输硬件组成如图3所示。