基于S3C2440家庭網關設計方案(二)
db 的sqlite3 數據庫文件,并在以創(chuàng)建的dc_main.db中創(chuàng)建一張數據表study 用來存儲各個房間各遙控器的紅外指令,SQL 命令為:
create table study(
id integer primary key autoincrement,--id 號,自動產生
room varchar(10), --房間名稱
appliance varchar(10), --電器名稱
key varchar(10), --按鍵名稱
command varchar(500)); --紅外脈沖信號
為了用戶方便與系統(tǒng)進行交互,采用QT4 設計遙控器自學習界面,Qt 是Trolltech 公司開發(fā)的一個多平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架。包括直觀的API 和豐富C++ 類庫、用于GUI 開發(fā)和國際化的集成工具,支持使用JavaTM 和C++ 語言進行開發(fā)。該圖形系統(tǒng)最大的優(yōu)點是采用面向對象設計,移植性好,基于X Window 的Qt 桌面應用程序可以非常方便的移植到嵌入式系統(tǒng)上。在對硬件和容量都有限制的嵌入式環(huán)境上,Qt 可以直接在Framebuffer 上顯示圖形。
Qt 的這種特性在一定程度上提高了嵌入式GUI 程序的執(zhí)行效率,這對硬件和容量都有限制的嵌入式環(huán)境非常重要。同時Qt4 為數據庫訪問提供的QtSQL 模塊實現了數據庫與Qt 應用程序的無縫集成。
此系統(tǒng)用Qt4 和SQLite3 技術實現了遙控器自學習系統(tǒng)的前臺界面及數據的存儲,遙控器自學習界面如圖 5 所示。
圖 5 遙控器自學習界面
為了存儲時能將按鍵與其紅外指令對應,在遙控器自學習前臺界面要輸入房間、電器、按鍵的名稱,因此設計了鍵盤進行內容輸入,用戶在界面輸入房間、電器、按鍵,之后對著紅外一體化接收頭按下遙控器的對應按鍵接收紅外指令,按確認后,將房間、電器、按鍵信息以及所對應的遙控器紅外指令存入sqlite3 數據庫。
2.2 短信接收模塊
短信接收模塊實現的功能包括接收短信,以及根據短信內容調取數據庫中的紅外指令發(fā)送給Zigbee 模塊。
2.2.1 硬件設計
短信接收模塊采用GR64 模塊,通過串口連接到中央處理器,GR64 模塊是一款帶有GSM/GPRS 全套語音和數據功能的工業(yè)級無線調制解調模塊。集射頻電路和基帶處理器于一體,提供豐富的外設及接口,其硬件原理圖如圖 6 所示。
圖6 GR64 原理圖
2.2.2 軟件實現
短信接收軟件提供短信的接收以及處理,GR64模塊支持兩種模式收發(fā)短信:Text 模式、 PDU 模式。
Text 模式是純文本方式,不支持中文,可使用不同的字符集,主要用于歐美地區(qū);PDU 模式被所有手機及工業(yè)級模塊支持,可以使用任何字符集,目前最為常用。家庭網關采用PDU 模式接收數據,以便能夠正確的顯示漢字。
用戶根據遙控器對碼學習的格式編寫控制家電的短消息,其格式為:房間,電器,按鍵例如:客廳,空調,打開發(fā)送至家庭網關,家庭網關使用AT 命令接收短消息,AT 命令集具有標準的硬件接口(串口)并且可以通過一組AT 命令完成對GR64 的配置和控制,接收短信用到的AT 命令為:
AT+CMGF=0 設置短信格式為PDU 格式
AT+CMGL=1 讀取未讀短消息
短信處理子程序流程圖如圖 7 所示。
圖7 短信處理子程序流程圖
家庭網關接收到的手機短信是unicode 碼值,要將其轉換為GB2312 編碼顯示為漢字,之后進行身份驗證(手機號碼驗證),通過之后將短信內容提取出來作為條件查詢數據庫,調取數據庫中所對應的遙控器紅外指令,發(fā)送至Zigbee 模塊。
2.3 Zigbee 模塊
Zigbee 模塊作為家庭內部網的主節(jié)點能夠實現的功能包括接收遙控器紅外指令,以及通過Zigbee 網絡將此紅外指令發(fā)送給各個分控節(jié)點。
2.3.1 硬件設計
硬件部分的設計如圖 8 所示。采用無線SoC 單片機CC2430 構建Zigbee 模塊,具有超低功耗、高靈敏度、出眾的抗噪聲及抗干擾能力,并且包括的許多強大的外設資源。通過串口與中央處理器相連。
圖8 Zigbee 模塊原理圖
2.3.2 軟件實現
通過軟件實現紅外指令的接收及發(fā)送,程序流程圖如圖 9 所示。
圖9 Zigbee 模塊程序流程圖
Zigbee 模塊首先使用串口接收紅外指令,然后通過射頻通信,將紅外指令發(fā)送到各個分控節(jié)點。
3 結語
隨著Intemet 技術的發(fā)展以及32 位微處理器時代的來臨,信息家電、信息家庭的概念已開始深入人心。
提出以ARM9 的32 位微處理器S3C2440A 作為家庭網關的中央處理器,軟件上以嵌入式Linux 為平臺,實現了短信接收、遙控器自學習、紅外指令發(fā)送等功能。該家庭網關成本較低,易于升級,便于推廣應用。
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