家庭智能操控体系经过家庭总线技能，把家庭中各种家用电器、家庭保安设备和各种计量设备衔接到一同组成一个家庭内部网络，由家庭智能操控器进行统一管理。长途操控便是经过某种通讯办法将智能家庭操控器与外界相连，使人们能够在本地或异地对家庭体系进行会集的监督、操控。
本文中介绍的计划，结合了GPRS(General Packet Radio Service)技能永久在线，速度快，接入规模广，体积小，功耗低一级长处，选用RS485工业总线，规划完结了一种依据嵌入式体系的家庭智能操控器。用户能够经过短信及互联网等办法现长途无线监控，在手机和互联网适当遍及的今日，为用户供给了更简略、便利的挑选。一起因为该操控器RS485接口的特别规划，外挂节点能够由本来的32个扩展到64个，处理了家用设备的布线组网以及操控等问题。
1 体系规划
从结构上看首要分为用户，操控器，和RS485总线的家用设备操控三个部分。用户经过手机短信或网络办法向操控器的GPRS模块发送指令，而操控器也经过GPRS模块向用户反应信息或宣布报警告诉。然后完结了用户和操控器无线互联，完结长途操控。
2 硬件规划
硬件部分的结构框图如图1所示，操控器是整个体系的中心部分，经过串口扩展与GPRS模块相连;经过电平转化芯片供给RS485总线接口与家用设备相衔接;一起还供给LCD，键盘等交互接口。操控器的主控芯片选用三星S3C44B0，运用ARM7TDMI核，作业频率在66MHz[1]。处理器外接 4MFlash(用于存储操控器的发动代码和体系代码以及当天事情的文本日志)分配到存储器Bank0空间和4M×16的SDRAM，分配到存储器的 Bank6空间。
GPRS 模块外围电路：GPRS模块选用西门子公司的MC35模块，支撑数据、语音、短音讯和传真等多种通讯办法能够经过AT指令对其完结操控。串行线经过 MAX3238电平转化后可直接和RS232串口相连。串口扩展：44B0经过外接双通道的通用异步收发器ST16C2550为GPRS modem拨号上网供给完好的9线串口。其首要特点是接纳﹑发送各有16字节的FIFO(先入先出) 缓冲区，独立的波特率产生器可供给50bps到4Mbps的收发时钟。用户可便利地经过芯片的状况寄存器来进行过错定位和对操作状况进行判别。该芯片内存空间运用保存的存储空间bank4。选用总线办法操控。RS485接口规划：选用TI公司的RS485接口芯片75L BC184，可完结了44B0串行口的TTL电平与RS485电平之间的转化，该芯片的输入阻抗为RS485规范输入阻抗的2倍(≥24KΩ)，故能够在总线上衔接64个节点(适当于本来的两倍)。且它有一个共同的规划，当输入端开路时，其输出为高电平，这样可确保接纳器输入端电缆有开路毛病时，不影响体系的正常作业。
3 RS485总线协议规划
用RS-485总线进行体系通讯需求对其传输协议做规矩，最重要的便是帧结构的规划。本体系数据帧的结构包含：开端，地址，类型，数据长度，数据，校验和及完毕帧七个部分，除数据帧为N字节外(依据从机传送的数据而定)，其他均占1个字节。类型字界说如表1所示， 类型帧中的“SEN DDATA”帧为数据帧，用于寄存从机设备的状况信息，其它4种为指令帧，用于寄存主机发送给从机的指令字。
主机发查询恳求 主机发读恳求 从机准备好接纳 从机处于繁忙 主/从机发送数据
本体系选用LRC帧校验的办法。LRC值由传输设备来核算并放到音讯帧中，接纳设备在接纳音讯的过程中核算LRC，并将它和接纳到音讯中LRC域中的值比较，假如两值不等，阐明有传输过错。除了帧结构的界说以外，整个体系的通讯还需求恪守下面的规矩：(a)主机查询办法：由主机轮询各从机，并要求从机提交状况信息，从机不能自动宣布恳求。(b)当主机宣布“ASK”指令后，若从机反应“BUSY”帧，则主机发动计时和计数，超时3次，则使命履行失利。(c)主机接纳到从机发回的“READY”信号后，向从机发送“GETDATA”指令，进入接纳状况，一起敞开超时操控。若在规矩时刻未接纳到从机发回的数据，则计数器加1，并持续宣布“GETDATA”信号。假如超时3次，则撤销这次查询。(d)从机等候主机发送指令，并依据具体指令作相应操作。假如接受到的指令帧过错，则会直接丢掉该帧。
4 软件规划
软件部分的规划首要是依据ARM-Linux，因为该操作体系具有完好的 TCP/IP协议，一起还支撑许多其他网络协议，能够为GPRS modem衔接互联网供给完好的协议支撑，而且该操作体系具有杰出的稳定性和实时性能够满意家庭智能操控器对体系可靠性的要求，别的Linux的源代码敞开，可移植性强，为体系开发中的问题供给了杰出的技能支撑。本体系的软件规划首要是应用程序的两个部分： GPRS的无线数传;RS485总线操控操控。
4.1 RS485总线操控
依据上一部分RS485的总线协议，主从操控首要分为：轮询、查询、操控三部分。(1)轮询：主机守时对各从机进行查询，假如发现报警信息，保存后及时触发报警并反应给用户。假如呈现超时或帧过错等状况时主机抛弃此次查询，并将该事情存储在主机中。(2)查询：查询的作业流程和轮询大致相同，可是只对指定的从机和指定状况进行查询。(3)操控：把操控指令发到指定从机，并要求从机反应履行成果。
4.2 GPRS的无线数据传输
4.2.1接纳和发送SMS短信
(1)编码转化：要发送中文短信就需求运用PDU形式的16-bit编码。在Linux体系中默认用GB2312保存中文字符。发送短信前，要先进行编码转化，要将GB2312转化为Unicode编码，再将Unicode编码转化为 PDU 的16-bit 编码。这儿运用Linux中的iconv () 函数，该函数能够完结Linux支撑的恣意的两种编码之间的转化。完结的办法：首要用iconv_open()，翻开一个转化句柄，指定两种转化前的编码和转化后的编码。然后用 icnov() 作转化。最后用 iconv_close()封闭句柄，开释资源。完结转化后，即能够正确的发送。(2)发送：向MC35模块发送一条AT指令，得到OK呼应，则表明操控器与GPRS模块通讯正常，经过“AT+CSCA=“***”及AT+CSCA=0指令设置设置短信中心号码及短信格局(PDU)。然后发送 AT+CMGS = “电话号码”，得到提示符号“>”，此刻能够向MC35模块发送修正好的PDU编码并以“CTRL+Z”完毕。得到呼应OK，则发送成功;假如收到 ERROR则表明发送失利，从头初始化MC35模块，发送信息[4]。(3)接纳：当收到短信时，发送”“AT+CMGR=X”从SIM卡读取短音讯并调用短信处理程序作相应转化。
4.2.2 GPRS联网在Linux下的完结
GPRS联网是Linux的PPP协议完结的。因此在编译内核时需求添加Linux内核的PPP支撑[5]。然后依据程序中供给的装备信息，包含移动的APN*/为“CMNET”，通讯协议IP，拨号号码 “*99***1#”，串口设备号/dev/ttyS2，波特率9600，用户名，暗码等信息装备PPP协议需求的5个脚本和装备文件：ppp-on、 ppp-off、options.gprs、dialer.gprs、pap-secrets。完结设置后，运转ppp-on，就能够进行GPRS拨号;运转ppp-off断开衔接。
GPRS联网流程(操控器作为客户端)：(a)当用户期望经过网络拜访GPRS模块时能够经过短信办法向主机 GPRS模块发送联网指令，包含用户的IP地址和相关装备信息。(b)主机依据用户短信取得GPRS上网衔接的装备信息，并生成对应的拨号脚本文和装备文件。调用ppp-on脚本进行PPP拨号。(c)判别PPPD是否拨号成功，标志是能否生成ppp0网络设备。(d)在数据传输过程中经过看门狗实时观测网络衔接状况，网络掉线时，主机保存当时数据状况，从头发动GPRS模块并康复衔接。(e)完毕本次使命时，用户在网上发送指令，让操控器调用ppp- off，断开衔接。
4.3体系软件流程
软件流程如图2所示，体系上电发动后，首要对包含串口，LCD，键盘， GPRS模块以及网络装备文件等做相应的初始化。并检测GPRS模块和主机是否通讯正常。然后开端对从机进行轮询，发现警情时，读取并存储报警信息，发动报警器并将相应的报警信息经过拨号和短信的办法告诉用户。当收到用户指令时，先判别用户的操控办法，再做出做出回应。
5 总结与展望
整套计划对家庭智能操控器体系完结中存在的首要问题提出具体的处理计划，而且在实践中证明了其可施行性。此外，因为该操控器具有GPRS操控器的基本功能，只需在应用程序部分做相应修正，可用作其它无线长途操控设备，具有通用性和可扩展性。
