基于ARM的家庭網絡系統解決方案

目前，家庭網絡尚處于初級階段，與智能家電、安全設備的完全整合存在一些商業與技術問題。調查也顯示家庭網絡中最受關注的是媒體的網絡化。基于以上的分析，我們設計實現了基于ARM和嵌入式Linux的家庭網絡原型系統。它包含了完整的娛樂和網絡服務子系統。由于缺少配套的智能家電和安全設備的支持，我們的控制子系統只有數據采集與控制板，各種傳感器、數控單元和繼電器，沒有實際的監控對象。

2．系統設計
2.1系統硬件平臺
ARM是一種高性能、低功耗、低成本的RISC技術，目前已廣泛應用于汽車電子、消費電子、工業控制、網絡設備、無線產品等領域。
2.1.1終端、文件服務器和Web服務器
終端、文件服務器和Web服務器三種硬件平臺都基于三星公司的S3C2410A（基于ARM920T核）。它采用雙哈佛緩存結構，具有16KB指令緩存和數據緩存，最高運行頻率266MHz，尺寸小、功耗低、功能齊全、控制外設方便。內部集成了大量功能模塊，如MMU、LCD控制器（同時支持STN和TFT LCD）、USB Host/Device控制器、觸摸屏接口、SD/MMC接口、IIC總線接口、IIS總線接口、三星公司獨特的NAND Flash Boot Loader等[3]。
三種硬件平臺共有的配置包括S3C2410A、64MB PC133 SDRAM、64MB NAND Flash、RS232、10Mb以太網卡、USB Host/Device、USB無線網卡等。此外，終端配備了3.5寸260K色TFT LCD、觸摸屏、PS/2鍵盤和鼠標、音頻解碼芯片和128MB SD卡。文件服務器配備了128MB SD卡、U盤和移動硬盤。Web服務器配備了音頻解碼芯片。
2.1.2數據采集與控制板
數據采集與控制板可能工作在較惡劣的露天條件下，所以我們采用Atmel公司的工業級產品AT91FR40162（基于ARM7TDMI核）。它的主頻75MHz，工作溫度-40°C～85°C，

圖2文件檢索與傳輸服務的流程

在服務過程中，用戶只能看到Web服務器，文件服務器對用戶是隱藏的。這增加了整個系統的安全性，避免了用戶對文件服務器的錯誤操作，也增加了文件服務器配置的靈活性和分布性。
（2）家庭控制服務
家庭控制服務實現數據采集與控制板和Web服務器之間的信息交流和遠程監控功能。
數據采集與控制板將采集到的數據先存儲到板上的Flash，然后根據用戶的需要實時或定時地發送到Web服務器。Web服務器再將數據發送到傳感器數據服務器。傳感器數據服務器記錄下數據，并且更新數據記錄列表。
數據采集與控制板上的數據采集模塊會對某些采集量進行閾值檢測，如果發現采集量超過閾值，立刻向Web服務器發出警告或利用AO、DO驅動設備進行下一步處理。Web服務器收到警告后，輸出用戶設定的報警音樂并且通過GSM/GPRS發送短信通知用戶。
用戶可以通過終端登陸Web服務器的監控頁面，選擇遠程監控服務，如查看傳感器數據、初始化設備、喚醒系統、設置檢測對象和閾值、報警處理、輸出控制等。相應的命令通過GSM/GPRS發送到控制子系統。AT91FR40162將對命令進行解析，然后完成或驅動C8051F020完成相應的功能。

4．結束語
本文提出的嵌入式家庭網絡系統解決方案低成本，低功耗，可分布性強，功能豐富，能同時滿足媒體娛樂和家庭控制的需要?；贏RM和嵌入式Linux的原型系統跨越了多硬件平臺和多軟件平臺，既充分利用了各平臺的優點，也在一定程度上模擬了未來Embedded Everywhere中多平臺共存的情況。經過系統測試，原型系統可長期穩定運行，非常適合家庭網絡應用。