基于STM32智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　這段函數(shù)調(diào)用了IAR Embedded公司提供的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)stdlib.h中的atoi函數(shù)，atoi函數(shù)功能的描述是/*convert string to int*/，即把字符串直接強(qiáng)制轉(zhuǎn)成整形數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信協(xié)議由我們專門針對性地設(shè)計(jì)，其中字符串頭部帶有長度不能預(yù)知的命令字節(jié)，因此調(diào)用atoi函數(shù)前還需要判斷該數(shù)據(jù)包之中的參數(shù)是從字符串的第幾位開始的，得到正確的指向字符串參數(shù)位置的指針。

　　如圖3是智能家居下位機(jī)主控芯片的流程圖，主控芯片上運(yùn)行了μC/OS輕量級嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，采用的是可剝奪型實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，意味著處理器在任何時(shí)候都是運(yùn)行優(yōu)先級最高的任務(wù)，這樣就很方便地實(shí)現(xiàn)了整個下位機(jī)各種任務(wù)的調(diào)度，同時(shí)也保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。主控芯片啟動μC/OS后，分別建立語音識別任務(wù)、串口接收任務(wù)、液晶顯示任務(wù)、入侵檢測任務(wù)4個任務(wù)。在語音識別中，首先查詢LD3320狀態(tài)寄存器的識別完成位是否置位，然后做出應(yīng)答，執(zhí)行相應(yīng)的動作，語音播報(bào)執(zhí)行結(jié)果，并發(fā)送一個信號量表明屋內(nèi)電器狀態(tài)有變化，需要更新顯示;串口接收任務(wù)的工作是對上位機(jī)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地接收，解密解碼，并根據(jù)指令對電器進(jìn)行相應(yīng)操作;液晶顯示屏顯示任務(wù)會一直檢測是否有更新顯示的信號量，若有信號量則執(zhí)行整屏刷新，同時(shí)對應(yīng)的信號量自動清空;啟動安防系統(tǒng)后，便會運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)數(shù)量密集的傳感器網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)判斷家中的安全指數(shù)，智能的軟件決定何時(shí)應(yīng)該發(fā)出警報(bào)信號。

　　圖3 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)流程

　　圖4 PC端上位機(jī)控制軟件

　　5上位機(jī)控制軟件，PC端以及安卓手機(jī)端的設(shè)計(jì)

　　服務(wù)器(一臺運(yùn)行openwrt系統(tǒng)的路由器)運(yùn)行起來后，USB攝像頭自動掛載，在PC端上的位機(jī)設(shè)置窗口設(shè)置好IP與密碼信息后，上位機(jī)通過TCP連接到服務(wù)器，獲取視頻/圖片信息，顯示在上位機(jī)的GUI界面上。界面中的其他控件同樣是利用TCP連接到服務(wù)器上，發(fā)送或者獲取信息，服務(wù)器接收到請求后則通過ser2net進(jìn)程，將tcpserver的信息轉(zhuǎn)發(fā)到串口上，與下位機(jī)進(jìn)行通信。手機(jī)端上位機(jī)設(shè)計(jì)得比較簡單，如圖4所示，大按鈕方便控制家庭中各種電器。

　　6結(jié)束語

　　文中設(shè)計(jì)了一種基于STM32F1系列的智能家居系統(tǒng)，詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)的整體架構(gòu)并給出了幾種重要的硬件裝置和服務(wù)器軟件的實(shí)現(xiàn)方法。

　　實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)實(shí)時(shí)功率、室內(nèi)溫度、天氣的監(jiān)測，和內(nèi)/外網(wǎng)遠(yuǎn)程控制家中的電器，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能以及安防設(shè)施，語音識別正確率達(dá)88%，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器部分采用了路由器代替PC機(jī)的方案，系統(tǒng)整體待機(jī)功耗≤5 W.手機(jī)控制端的設(shè)計(jì)按鍵清晰易操作，可以方便地控制部分家電的工作狀態(tài)。最終實(shí)現(xiàn)了智能家居需求的功能。