基于S3C2410的智能家居數據采集系統設計

摘要：提出一種智能家居數據采集系統的設計。以S3C24lO處理器為核心搭建硬件平臺，利用TCP／IP協議實現數據傳輸以及數據共享，采用嵌入式操作系統Linux，縮短開發周期，系統可以很方便地對家居環境狀態進行智能化管理和有效監控，使居住更加方便、安全、舒適。
關鍵詞：智能家居；數據采集；TCP／IP；Linux

O 引言
智能家居是以住宅為平臺，兼備建筑設備、網絡通信、信息家電和設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。它利用先進的計算機技術、網絡通信技術和綜合布線技術，將與家居生活有關的各種系統有機地結合在一起，通過統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全。家庭自動化、家庭網絡、網絡家電、信息家電等產品都屬于智能家居系統產品。
數據的采集、處理以及傳輸是實現智能小區控制作用的核心。在此設計了利用嵌入式系統作為開發平臺，利用TCP／IP協議作為信息傳輸方式的業主基本信息數據采集的方案。
由于Internet的發展和普及，采用TCP／IP協議簡單、方便、成本低，開放性好，標準化程度高。物業管理中心一方面通過互聯網獲得最新的消息(天氣預報、重大新聞等)，向外發布。另一方面，利用采集各節點的數據進行控制、決策和協調，并向外發布信息。

1 數據采集系統設計
1．1 基本要求
各個業主將自己的基本信息(主要包括電度表、水度表、氣壓表等的讀數)、室內情況(主要包括溫度、含天燃氣濃度等)通過信息采集、處理與分析，完成單個業主的控制，并傳輸到物業管理中心，提供給物業管理人員使用以及供廣大業主參考。必須滿足的基本要求如下：
能對業主家各類傳感設備兼容，即能實現多路模擬和數字信號的采集。采集的時間間隔在30 s～2 min。
具有業主控制功能，能實現數據傳輸、處理和控制。當通信網絡一旦出現故障，各節點能依據歷史數據和當前采集的信息，實現報警功能。
實時接收由管理中心發來的信息，并能做出相應的顯示，提醒業主自己當前的情況。通信接口豐富(具有TCP／IP通信接口、RS 232／USB接口等)，內存空間較大。數據采集系統的組成原理如圖1所示。

1．2 系統設計
1．2．1 節點的硬件組成
考慮到各業主間的完全獨立的特殊性，前端設備采用嵌入的設計方法，其硬件組成結構如圖2所示。

節點作為控制的一部分，要完成對各業主的控制功能。控制的實現利用采集的各種數據和中心發布的協調控制指令，通過節點處理后完成。所以，一個節點由數據采集、傳輸、控制三個功能單元組成。這些功能的實現通過嵌入式系統來完成。