【导读】本方案是基于S3C2440核心处理器，以Linux嵌入式系统为家居总中心监控系统，使用Linux Qt完成控制程序及人机界面的编写，采用温度传感器、烟雾传感器、光电传感器为数据采集源，采用AT35GSM模块完成通信及监控功能，实现了远程监控、实时监控家居温度、空气质量，以及家居重要财产防盗的功能。
特别推荐：
看在线讲座，争当年度捧场王，赢399元智能手表
相关阅读：
基于JN514X智能家居节能照明系统解决方案
贴心电子管家，HDL智能家居系统解决方案
有传感才智能，三大智能家居传感器详解
一些调查结果及数据显示，虽然目前智能家居系统有了一定的发展，并且市场上也开始出现相应的产品，但从总体的发展来看，不容乐观，特别是统一标准和权威产品的缺乏严重影响了家居智能化的发展。随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分——智能家居控制系统也越发显得重要。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。
智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能地为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。同时，智能家居控制器可以根据住户的要求调整方案，加强紧急处理，危机救护等急救控制，充分达到只要是“用户想要的，就是我们追求的”宗旨。
一、智能家居系统的需求分析
系统需求分析
针对国内市场的实际情况分析，消费者对远程抄表和物业管理兴趣索然，但是对家电控制、家居安防报警网络却情有独钟，所以目前众多企业都往这一方向发展。而嵌入式技术在最近几年得到了广阔的发展[5]。嵌入式处理器的性能得到了显著地提高，这就为以嵌入式为基础的智能化家居系统的发展奠定了硬件基础，使较复杂的检测和识别算法在系统中得到应用。在软件方面，出现了丰富的支持嵌入式设备的软件，使嵌入式系统的开发的难度降低，出现了大量专注于嵌入式的企业，使嵌入式开发中能得到良好的技术支持。同时智能化家居的概念也更加明确，相关的智能化技术得到了显著地发展，使开发能获得大量先进的资料。
设计本智能家居系统，需要满足以下需求。
（1）能用手机通过收发短信的方式检测家电，打开、关闭家电的工作状态。
（2）在家居的门口安装了4*4键盘，当用户输入正确的密码可以把门打开，用户通过其他非法手段比如撬开锁时，系统及时启动报警模块，达到防盗的功能。
（3）能实时测量家居内温度、烟雾情况，当室内烟雾浓度偏高时，系统可以打开室内抽风机把室内有害气体抽出室外，当室内烟雾浓度过高，系统启动火灾报警模块，提示家居主人预防火灾的发生。
（4）当有小孩靠近窗户时，系统自动把窗户关上，避免小孩可能发生坠楼的危险，当小孩离开时，系统自动把窗户打开。
2.1.2 性能需求分析
智能家居系统在正常运行时，几乎每时每刻都在运行，必须高度重视系统的稳定性和可靠性，尽量提高系统的容错能力，同时一定要保证系统安全，性能良好。
用户界面及其他需求分析
智能家居相关的设备都是跟人们生活息息相关的，因而智能家居系统必须要求用户界面友好，用户体验效果良好，并且使用户可以很容易掌握操作流程，同时要求实用、舒适和有个性等。
系统设计的原则
智能家居又称智能住宅，它的最基本目的是为人们提供一个舒适、安全、高效、方便、实用的生活环境。对智能家居产品来说，最重要的是应立足于客户的对家居环境的具体需求，以实用为核心，摒弃掉那些华而不实的功能。同时还要充分考虑到用户体验，注重操作的便利化和直观性，注重完美的图形化控制界面。智能家居系统大部分时间都在运行，必须高度重视系统的安全性、可靠性和容错能力，保证系统正常安全使用、质量、性能良好，具备应付各种复杂环境变化的能力。
根据目前国内外智能家居系统的发展现状，人们不仅关注家居内部控制，更加注重对家用电器内部情况进行远程实时监控。在要求智能家居控制系统方便快捷的同时，还要求产品外观小、功耗低、成本低和扩展性号的特点。本系统主要针对用户家庭内部进行远程控制，主要实现的功能有：通过远程监控家电运行情况、通过温度、烟雾传感器检测家居温度、空气质量的情况，通过光电传感器监控家庭重要财产，具有防火防盗的功能。
二、智能家居 系统总体方案设计
本方案旨在设计一套智能家居系统，根据系统的设计需求，本控制系统采用分布式控制方式对智能家居的各部分进行统一控制，主要包括远程监控家电 (包括台灯、风扇) 部分，具有语音提示功能的密码锁防盗部分，窗户自动关窗预防小孩坠楼部分，烟雾浓度监测自动报警部分。各个模块相互独立，某个模块出现故障不影响其他模块运行。本智能家居系统整体架构框图如图1所示。
图1智能家居系统整体架构框图
该智能家居系统用S3C2440处理器，控制器控制远程监控家电模块，检测温度、烟雾模块，密码锁模块等。在实际开发中先在ARMLinux中编写每个模块的驱动程序，编译加载驱动后应用层方能操作硬件模块，手机通过收发短信的方式通过应用层程序与硬件模块通信达到控制硬件的目的。
下一页：
系统主要硬件介绍
三、系统主要硬件介绍
1 ARM处理器
嵌入式系统常用的处理器有单片机和ARM，由于考虑到单片机引脚少、功能简单以及后续学习研究等原因，故选择功能更强大的ARM处理器[6]。随着电子技术的发展，ARM处理器经历了包括ARM7、ARM9、ARM11等在内的多个发展阶段，不断成熟的ARM处理器的应用必将为嵌入式的发展带来新的活力，是更高端的产品应用成为可能。
Mini2440ARM是一款真正低价实用的ARM9开发板，它采用SamsungS3C2440为微处理器，并采用专业稳定的CPU内核电源芯片和复位芯片来保证系统运行时的稳定性。它采用了更多的晶体管，能够达到两倍以上于ARM7处理器的处理能力。
本系统初期采用友善之臂公司集成的mini2440开发板，开发板硬件资源如下所示。
图2 开发板硬件资源
要实现发短信或语音功能主要是通过开发板串口发送AT指令经max232把TTL电平转换成RS232电平并处理TC35反馈回来的信息来进行的。下面图2.3是TC35模块和max232串口转换电路。
图3 TC35模块和max232串口转换电路
由于篇幅原因，本文中没有对系统各个模块的实现过程（包括GSM远程监控家电模块，数字温度采集模块，烟雾浓度采集及其报警模块，具有语音提示功能的密码锁防盗模块，窗户预防小孩坠楼模块）、系统整体界面测试进行详细的介绍，如果您有需要，欢迎和我们联系索取详细文档。
总结
目前智能家居技术是家电领域里一个很热门的朝阳技术，基于ARM的嵌入式系统设计及开发技术也正被应用到越来越多的领域。本文将基于ARM的嵌入式开发技术应用于智能家居，设计了基于ARM的嵌入式远程智能家居监控系统。本设计方案主要进行了以下几个方面的工作：
1.设计了嵌入式远程家居监控系统框架。
2.建立了嵌入式系统平台和开发环境，包括嵌入式Linux的裁减、移植，嵌入式Linux文件系统的制作，加载。
3.设计并实现了智能家居系统的模型，该智能家居系统实现了GSM远程控制模块，温度、烟雾数据采集模块，具有语音提示功能的密码锁防盗功能模块，预防小孩坠楼模块。各个模块相互工作，不相影响，经过测试，每个模块都能正常运行。
