面向智能家居控制系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì).pdf

1、智能家居控制系統(tǒng)是整個(gè)智能家居系統(tǒng)中最核心的部分，控制著所有家居設(shè)備與用戶的通信，智能家居的穩(wěn)定運(yùn)行和家居設(shè)備的管理均依賴于此。目前，智能家居控制系統(tǒng)一般采用傳統(tǒng)的軟硬件獨(dú)立開發(fā)的設(shè)計(jì)方法，無法適應(yīng)日新月異的需求。為了更好的適應(yīng)智能家居需求，論文提出了一種新的解決方案，即采用具有硬件可擴(kuò)展的高性能處理芯片Zynq7020和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)。
　　論文首先分析了智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀和功能需求，結(jié)合嵌入式技

2、術(shù)，提出了智能家居控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及軟硬件設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)主要由系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、家庭網(wǎng)關(guān)和用戶監(jiān)測中心三部分構(gòu)成。系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)由ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和ZigBee終端節(jié)點(diǎn)組成，以協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)為中心構(gòu)成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫濕度采集、多個(gè)照明燈具和窗簾控制。節(jié)點(diǎn)控制芯片采用低功耗CC2530處理器，搭載支持大型網(wǎng)絡(luò)的ZigBee2007 Pro協(xié)議棧。論文實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的硬件電路和ZigBee組網(wǎng)，并設(shè)計(jì)了節(jié)點(diǎn)控制程序，進(jìn)行了協(xié)議棧移植。家庭網(wǎng)關(guān)以

3、Zynq7020處理器為核心，輔以視頻采集模塊和網(wǎng)頁服務(wù)器構(gòu)成，通過以太網(wǎng)與用戶監(jiān)測中心實(shí)現(xiàn)信息交互，通過串口與 ZigBee網(wǎng)絡(luò)部分通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、傳輸和存儲?；赯ynq7020芯片的硬件構(gòu)成，論文詳細(xì)闡述了以軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)基于FPGA的UART控制器與基于ARM Cortex-A9的串口控制程序，并在Cortex-A9上成功移植了Android系統(tǒng)，搭建了Web服務(wù)器和視頻編碼器。最后，基于Web網(wǎng)頁設(shè)計(jì)了用戶監(jiān)測中心