1、基智制統(tǒng)計(jì)學(xué)院名稱專業(yè)名稱：年級(jí)班別：物理與電子工程學(xué)院姓名：指導(dǎo)教師：2015 年 5 月摘要河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文基于智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)智能家居從提出概念到現(xiàn)在出現(xiàn)真正意義上的產(chǎn)品，已經(jīng)有三十多年歷史了.隨著科技技術(shù)的進(jìn)步、智能手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能家居的也一步步成熟 .目前市場(chǎng)上 的智能家居大多是全面型，從安裝到交互使用比較麻煩，成本比較高額 .于這一現(xiàn)象的 改進(jìn)，本文提出通過智能插座來間接實(shí)現(xiàn)控制家庭設(shè)備。本文智能控制系統(tǒng)是通過智能插 座實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭電器的間接控制，智能插座以使用簡(jiǎn)單、可遠(yuǎn)程控制、可移動(dòng)為特點(diǎn)，該智 能插座是以 為核心的芯片芯片外圍部件使用 線網(wǎng)卡，通過 智能 手機(jī)、

2、平板通信，設(shè)置 網(wǎng)關(guān)，安全交互使用，可以達(dá)到用戶在任何連入互聯(lián)網(wǎng)的地方 啟動(dòng)或關(guān)閉家庭設(shè)備。關(guān)鍵詞智能插座； 服務(wù)器；CGI；嵌入式 Linux; WiFi 通信;I河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 of Abstract It has thirty from Smart been to a r significance of the With development of scientific technological sma rt phone ， M ost Smart too to installation use or cost too ch .I proposed the Smart co

3、ntrol through controlling Smart Outlet 。 Smart Outlet are we can remote it use it。 Smart Outletuse chip It p use network cardthrough Fi with smart phone we can safely use it to equipment in which Smart Outlet; Boa Web CGI ； ；Embedded Linux ; Wi 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文目錄前 言 .1 1 緒論 1 智家居系統(tǒng)的意義1 智家居的發(fā)展現(xiàn)狀2 總體設(shè)計(jì) .4

4、2.1 智控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求2 關(guān)技術(shù) .4。1 無通信技術(shù).4。2 移植技術(shù) .2.2。3 U 的植 .6。4 Linux 系 .62.2.5 服器 。6 CGI 簡(jiǎn)介.3 智能控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì).113.1 硬系統(tǒng)總體設(shè).11。1 ARM9 處器 S3C2440 芯片3.1.2 配 GPIO 并用 .113.1。3 電電路設(shè)計(jì)3.1.4 USB 無網(wǎng)卡 .。 控系統(tǒng)的軟件4 總結(jié) .15參考文獻(xiàn) .16致 謝 .17河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文前言智能家居這個(gè)專業(yè)名詞從第一次被提出智能建筑概念到現(xiàn)在出現(xiàn)真正意義上的產(chǎn)品 , 已經(jīng)有三十多年歷史了.在 2014 年可以看到越來越多的家電企業(yè)像海

5、爾、美的和互聯(lián)網(wǎng)企 業(yè)像小米加入智能家居的市場(chǎng)中外一些企業(yè)像三星 也進(jìn)入中國(guó)開始加入這個(gè)市場(chǎng)。智能家居就是將建筑電氣、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和音視頻技術(shù)等融入到建筑 本身，為用戶提供更為快捷、高效、安全的家居體驗(yàn)1現(xiàn)在人們普遍追求生活的品質(zhì)， 智能家居系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)代化高品質(zhì)生活的追求,設(shè)備對(duì)家庭中的生活電器，防范設(shè)備以及 環(huán)境監(jiān)控設(shè)備的布置與智能化控制整合，它必然包含電視、音響、電腦等家電，以及視頻 監(jiān)控，入侵報(bào)警設(shè)備和環(huán)境空氣檢測(cè)設(shè)備，以及水電安全檢測(cè)等設(shè)備，用戶可以通過一個(gè) 總控制端在有互聯(lián)網(wǎng)的地方對(duì)家庭設(shè)備進(jìn)行遙控控制。這些電視機(jī)、音響、電腦設(shè)備的智 能控制為用戶家庭生活、娛樂、學(xué)習(xí)提

6、供方便，享受生活中娛樂與放松；在家庭中安裝視 頻監(jiān)控,方便用戶對(duì)家庭各個(gè)角度進(jìn)行查看，保證家庭安全處理意外事件；入侵報(bào)警是針 對(duì)用戶人身安全提出的必要保證；環(huán)境空氣檢測(cè)設(shè)備 ,用生活中的家用煤氣、天然氣使 用，以及生活水電安全保證。從互聯(lián)網(wǎng)公司在智能家居布局可以看到，從幾個(gè)方面入手 :由器、移動(dòng)控制端和智 能家電控制設(shè)備。本文提出的智能控制是從智能家電控制設(shè)備入口，即智能插座，從智能 插座可以間接控制智能家電，構(gòu)建智能家居。1河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文1 緒論1.1 智能家居系統(tǒng)的意義美國(guó)聯(lián)合科技公司在 1984 將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用到建筑上，出現(xiàn)了 第一座的“智能型建筑能家居概念由

7、此提出了，據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)有 31 年的歷史，尤其進(jìn) 入 2011 年開始，智能家居逐漸進(jìn)入商業(yè)視野,科技的進(jìn)步、技術(shù)的發(fā)展、軟硬件開發(fā)成本 的降低，極大的促進(jìn)了人們對(duì)智能化生活的追求。移動(dòng)智能設(shè)備的普及和 網(wǎng)絡(luò)的普及， 更加有力的推動(dòng)了這一產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展 。智能家居就是將建筑電氣、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和音視頻技術(shù)等融入到建筑 本身，為用戶提供更為快捷、高效、安全的家居體 1智能家居系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)代化社會(huì)生 活品質(zhì)的追求,對(duì)家庭中的生活電器,防范設(shè)備，以及環(huán)境監(jiān)控設(shè)備的布置與智能化控制整 合,必然包含電視、音響、電腦等家電，以及視頻監(jiān)控，入侵報(bào)警設(shè)備和環(huán)境空氣檢測(cè) 設(shè)備 ,以及水電安全檢測(cè)等備。這

8、些電視機(jī)、音響、電腦設(shè)備的智能控制為用戶家庭生 活、娛樂、學(xué)習(xí)提供方便，提高生活水平的追求；在家庭中安裝視頻監(jiān)控，方便用戶對(duì)家 庭各個(gè)角度進(jìn)行查看，保證家庭安全，處理意外事件；入侵報(bào)警是針對(duì)用戶人身安全提出 的必要保證；環(huán)境空氣檢測(cè)設(shè)備，對(duì)用生活中的家用煤氣、天然氣使用，以及生活水電安 全保證。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的提出,推動(dòng)了計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)后的第三次革命,將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智 能家居上面，這是一個(gè)里程牌進(jìn)展，在智能家居中通過傳感器將信號(hào)傳遞到互聯(lián)網(wǎng) 互 聯(lián)網(wǎng)和智能家居整合這會(huì)使我們的家庭生活更加信息數(shù)據(jù)化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)化智能控制化， 這是將來智能家居發(fā)展的主要研究方向，將會(huì)是市場(chǎng)中巨大產(chǎn)業(yè)。1.2 智能家

9、居的發(fā)展現(xiàn)狀智能家居在國(guó)外發(fā)展比較早，所以到現(xiàn)在已經(jīng)具有一定規(guī)模了，新加坡在 1998 5 月舉辦的消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì)上，向觀眾展示了“未來之家，智能化家居系統(tǒng)開始出現(xiàn)在 人們視野并且新加坡在當(dāng)時(shí)已經(jīng)有數(shù)十個(gè)裝智能化家居系統(tǒng)的小區(qū)韓國(guó) Samsung 公司在 2003 推出第一款自己的智能化家居系統(tǒng)， 年，上海交大和日本電報(bào)電話公 司合作開發(fā)出傳感器開關(guān)接入 , 這個(gè)在未來智能化家居系統(tǒng)中將會(huì)得到在實(shí)踐中全面應(yīng) 用。智能家居的理念是 20 世紀(jì)九十年代時(shí)候引入中國(guó)的，在 21 紀(jì)后逐漸發(fā)展起來,這 個(gè)時(shí)間段相比較國(guó)外比較短，但到現(xiàn)在為止已經(jīng)有很多企業(yè)進(jìn)入了智能家居市場(chǎng)行列，國(guó) 家科委在 1994

10、 對(duì)“2000 小康型城住宅產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目”立項(xiàng)，標(biāo)志智能家居已經(jīng)進(jìn)入2河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文國(guó)家層面，相繼在北京、上海等城市小區(qū)建設(shè)中將智能化小區(qū)開展試點(diǎn)工程，同時(shí) 近 一年里面，智能家居、智能家電等詞成為搜索引擎上的熱詞，在 2012 年,于揚(yáng)在易觀第五 屆移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)的發(fā)言中首次提出“互聯(lián)網(wǎng) ”這個(gè)名 , 國(guó)家總理李克強(qiáng)在一年一 度的政府工作報(bào)告中首次提出“互聯(lián) +工作籌劃。相信在國(guó)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展越來越重 視、引導(dǎo)下，智能家具將在中國(guó)很快發(fā)展起來。3河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文2 總體設(shè)計(jì)2.1 智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求目前的市場(chǎng)中，智能插座比較新穎，產(chǎn)品智能性、交互性、設(shè)計(jì)性、實(shí)用性等還

11、有提 升空間,因此本設(shè)計(jì)方案主要針對(duì)這些問題，提出以下設(shè)計(jì)理念首先，在智能性方面，要 求區(qū)別于以往那種家庭中普通插座，要求用戶可以任何時(shí)間、在任何地點(diǎn)、自定義模式下 的通過平板或者手機(jī)電腦等工具控制家庭里面的插座，以達(dá)到控制家庭電器的目的。因此 這就要求必須將設(shè)備借助互聯(lián)網(wǎng)中，通過驗(yàn)證的方式實(shí)現(xiàn)控制 ,了實(shí)現(xiàn)家庭使用方便的 目的 ,應(yīng)該是可移動(dòng) ,并且是無線類型 .三，該設(shè)備不需要附加電源，應(yīng)當(dāng)在設(shè)備內(nèi) 部將家庭用電轉(zhuǎn)換，考慮到現(xiàn)在的手機(jī)充電功能一定要在智能插座中加入一個(gè) 接口， 此外一個(gè)三孔和兩孔插口。最后，該設(shè)備外觀設(shè)計(jì)精美 硬件設(shè)計(jì)方面具有可擴(kuò)展性， 在用戶使用過程中，在保證使用簡(jiǎn)單的基

12、礎(chǔ)上盡量用戶界面美觀。基于以上這四個(gè)方面考慮，該智能插座設(shè)計(jì)方案采用 WIFI 命令的通信使用 ARM9 微 處理器控制，web 遠(yuǎn)程登錄控制的方法。2.2 關(guān)鍵技術(shù)無線通信技術(shù)由于市場(chǎng)中的無線通信技術(shù)設(shè)計(jì)不統(tǒng)一，下面將本設(shè)計(jì)方案中的候選技術(shù)及平臺(tái)詳細(xì) 解析。目前的無線通信技術(shù)在智能家居方面得到應(yīng)用的有 Bluetooth， WiFi， ZigBee，RFID 等2，下表 2-1 對(duì)于每種技術(shù)下面是參數(shù)對(duì)比：通過上面圖表可以得知： 的安全性好，Wi-Fi 的傳輸距離和傳輸速度占優(yōu) 勢(shì),同時(shí)兩者在智能手機(jī)或者平板上都是標(biāo)配這里采用的是 Fi原因是 FI 可以 遠(yuǎn)程登錄控制，擴(kuò)展空間大，并且家庭普

13、及程度高。Wi-Fi 又稱為無線高保真技術(shù)（Wireless 一種基于 IEEE 802。11 標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)接入技術(shù)3,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到手機(jī)平板電腦等通信產(chǎn)品中無線高保真技術(shù)與其他無線通信技術(shù)相比， 無線高保真技術(shù)具明顯具有幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）傳輸距離是4河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文其他技術(shù)的幾倍，可以通過 Internet 遠(yuǎn)程登錄控制;(2)傳輸速度是 54Mbps，在遠(yuǎn)程 控制方面對(duì)速度要求比較高;(3）覆蓋范圍廣，可以一對(duì)多控制可以通過控制一個(gè)無線路 由器達(dá)到控制多個(gè) WiFi 終端設(shè)備。到現(xiàn)在,Wi-Fi 技術(shù)逐步走向成熟，從第一次國(guó)際制定的基于 802 標(biāo)準(zhǔn)第一 代 WiFi 技術(shù)當(dāng)時(shí)

14、,只適用于 2.4GHZ 的頻率當(dāng)時(shí)最高的通信速率是 19Mpbs; 然后發(fā)展到第二代 WiFi 技術(shù)，它是基于 802.11b 標(biāo)準(zhǔn)，速度上保持不變;第三代 Wi-Fi 現(xiàn)兼容模式，是基于 。11g/a 準(zhǔn)的,可以運(yùn)行于 頻段 傳輸速度明顯提高，最快可以達(dá)到 60Mbit/s;第四代 Wi-Fi 的最快傳輸速度在理論上經(jīng) 可以達(dá)到 600Mbits/s 了;現(xiàn)在第五代 Wi-Fi 是基于 802。11ac 標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行在 5GHz 頻段上,在理論上能提供 160MHz 的帶寬和最高 的傳輸速度4 Bootloader 植技術(shù).Bootloader 是 Operating System 啟動(dòng)加載

15、的一個(gè)特殊程序像計(jì)算機(jī)中的 BIOS 程序。Bootloader 的作用是做好物理基礎(chǔ)設(shè)施的初始化操作并且創(chuàng)建內(nèi)存空間的映射關(guān)系,將該設(shè)備的整體過度到一個(gè)適合的狀態(tài)為加載操作系統(tǒng)內(nèi)核做好環(huán)境鋪 該段程序比較依賴于物理基礎(chǔ)平臺(tái)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該首先確定平臺(tái)的架構(gòu)，尤其是在嵌入式系統(tǒng) 中，更是如此，下面是對(duì)定制 Bootloader 程序設(shè)計(jì)的精要總結(jié):1. 了解 Bootloader 所支持的 CPU每一類處理器 CPU) 體系架構(gòu)都有自己獨(dú)特的引導(dǎo)加載程序 , 但也有某些引導(dǎo)加載程 序支持多類體系結(jié)構(gòu)的處理器（CPU例如在本設(shè)計(jì)方案中使用的 U-Boot 段代碼就支 持 ARM、PowerPC 等

16、多種體架構(gòu)，除了依賴處理器的體系架構(gòu)外， Bootloader 實(shí)際上還 需要特定的設(shè)備配置，需要將引導(dǎo)加載程序的在處理器的初始地址配置。2. Bootloader 的存儲(chǔ)位置當(dāng)設(shè)備上電或者重置 ,般的處理器大多都是從一個(gè)由它的生產(chǎn)商預(yù)先安排好的地 址上取得命令，而根據(jù)處理器建造的嵌入式系統(tǒng)一般含有特定種類的固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備（像Flash、ROM、或 EEPROM 等）被映射到這個(gè)預(yù)先安排的地址上6 后,處理器將第一時(shí)間運(yùn)行引導(dǎo)加載程序程序。.此，在設(shè)備上電重置3. Bootloader 的運(yùn)行開始過程簡(jiǎn)單分為兩種:單價(jià)段和多階段。Bootloader 的操作方式。大部分的引導(dǎo)加載程序包含兩種運(yùn)行

17、狀態(tài)動(dòng)加載”模式和“下載模 ，這兩個(gè)的不同點(diǎn)在原理上是 :啟動(dòng)加載模式也被稱為“自主模式 .也就是 Bootloader 目標(biāo)主機(jī)的某個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備上將操作系統(tǒng)加載到 RAM 中運(yùn)行,整個(gè) 過程沒有用戶的介入7這個(gè)是嵌入式產(chǎn)品發(fā)布時(shí)通用模式；下載模式下，目標(biāo)主機(jī)上的5河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文Bootloader 將通過串口連接或者通過網(wǎng)絡(luò)連接等通信手段從主下載文件比如： 下載內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像等8主機(jī)下載的文件通常首先被 Bootloader 保存到目 標(biāo)機(jī)的 RAM 中然后再被 寫入到目標(biāo)機(jī)上的 Flash 類固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備中9導(dǎo) 加載程序的這種模式在更新系統(tǒng)時(shí)經(jīng)常使用。引導(dǎo)加載程序工作

18、于這種模式下得常常都會(huì) 為它的終端用戶提供一個(gè)簡(jiǎn)單的命令行接口4. 引導(dǎo)加載程序與主機(jī)之間進(jìn)行信息類似文件等）傳輸所用的通信設(shè)備及常用的 協(xié)議，較常用的是目標(biāo)機(jī)機(jī)器上的 Bootloader 過串口與目標(biāo)機(jī)器進(jìn)行文件傳輸，當(dāng)串 口通信度有限時(shí)，常常連接互聯(lián)網(wǎng)連接并應(yīng)用 等應(yīng)用來獲得通信。Bootloader 的啟動(dòng)過程通常兩個(gè)階段階段一和階段二，在階段一是基本的物理設(shè)備 開始準(zhǔn)備，為加載階段二準(zhǔn)備 RAM 空間等，在階段二初始化本階段要使用的硬件設(shè)備。 UBoot 移植U-Boot 是引導(dǎo)加載程序的一種所以它也是分為兩個(gè)階段進(jìn)行的在階段一時(shí)候代碼 是在 start.s 中定義的，在這個(gè)階段，它

19、的主要功能是對(duì)物理設(shè)施的開始準(zhǔn)備，在操作系 統(tǒng)上電后從初始地址開始執(zhí)行,將階段二的代碼中復(fù)制到 RAM 中跳轉(zhuǎn)到 main 函數(shù)處。 在階段二將檢查系統(tǒng)內(nèi)存映射，將內(nèi)核映像文件和根文件系統(tǒng)映像文件從 中讀取到RAM 空間中，然后對(duì)于內(nèi)核啟，配置好環(huán)境參數(shù)11.在移植中需要對(duì)使用的硬件進(jìn)行配置先要構(gòu)建對(duì)應(yīng)的頭文件,放在 include/config 下目錄中的文件是對(duì)系統(tǒng)的 CPU、 內(nèi)存等的配置信息，建立 Makefile 、board 等對(duì)應(yīng)的文件 Makefile 可以通過使用 autotools 系列工具來生成完成對(duì) U-Boot 進(jìn)行編譯的配置文件這些準(zhǔn)備好了,最后生成 二進(jìn)制 bin

20、 形式的文件，然后將該文件燒寫到開發(fā)板中，這樣完成的對(duì) 的移 植。 Linux 統(tǒng)在嵌入式設(shè)計(jì)應(yīng)用方面,自由開源程序會(huì)受到開發(fā)者的歡迎,Linux 日益成為主流的嵌 入式操作系統(tǒng)之一。簡(jiǎn)單說，Linux 是一個(gè)支持多用戶、多線程、多進(jìn)程、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定 性比較好的，可以再多種硬件設(shè)備平臺(tái)上運(yùn)行的操作系統(tǒng) .其最大的優(yōu)點(diǎn)是源代碼公開， 有大批計(jì)算機(jī)編程愛好者加入開發(fā)，繼承自由軟件精神。 Linux 是由芬蘭極客 Linus Torvalds 1991 年開發(fā)的這是他嘗試在處理 Intel 架構(gòu)上提供自由免費(fèi)操作系統(tǒng)， Linux 是類 UNIX 操作系統(tǒng)到目前為止在這二十多年里中國(guó)民間組織也推出了

21、 Kylin 操作系統(tǒng)，并且相當(dāng)實(shí)用、易 . 在么多自由軟件發(fā)燒友們的共同努力下 的功能得到很大完善，成為全球上使用者最多的一種類 UNIX 作系統(tǒng)，并且用戶還在飛 速增加。據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織統(tǒng)計(jì)，Linux 占全球網(wǎng)絡(luò)服務(wù)總數(shù)的 28%,排名第一；在 20006河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文年的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心調(diào)查統(tǒng)計(jì)中， Linux 在服務(wù)器操作系統(tǒng)市場(chǎng)中占的份額以達(dá)到 25%,linux 在嵌入式領(lǐng)域得到了很大發(fā)展，到目前為止 ,正在開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中，超過 49的項(xiàng)目選擇 Linux 作為嵌入式操作系統(tǒng) .Linux 得到這么快的應(yīng)用與它的優(yōu)良特點(diǎn)有重要關(guān)系源代碼公開內(nèi)核穩(wěn)像 Kali Linu

22、x 系統(tǒng)非常穩(wěn)定并且占用資源少)并且可裁剪等特性非常適合嵌入式設(shè)計(jì)開發(fā)的 應(yīng)用?；谶@些優(yōu)點(diǎn)分析，本論文選擇嵌入式 作為設(shè)計(jì)的 Operating systemLinux 系統(tǒng)的移植可以簡(jiǎn)單分為 個(gè)部分：1、引導(dǎo)加載程序（Bootloader的移植； 2、Makefile 文件參數(shù)的設(shè)置以及使用 make 令進(jìn)行系統(tǒng)配置；3、移植根文件系統(tǒng)。 Web 服務(wù)器Web 服務(wù)器的有很多種類，服務(wù)器的作用是提供在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽信息的平臺(tái)（服務(wù)， Web 服務(wù)器通過傳輸控制協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議)將信息（包括視頻、音頻、圖像等多種格式的信 息）在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行傳播.有主要這三種 HTML、HTTP、CGI 的 術(shù)標(biāo)

23、準(zhǔn)，它們決定 Web 服務(wù)器中信息、數(shù)據(jù)的傳播方式和調(diào)用，并且影響 瀏覽器的設(shè)計(jì)。在眾多的 Web 服務(wù)器種類中式系統(tǒng)中所應(yīng)用的服務(wù)器,稱為 Embedded Web Server （簡(jiǎn)稱為 EWS特點(diǎn)是小型，精簡(jiǎn)。在系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)的支持下將 EWS 用到設(shè)備 中,一改變使得傳統(tǒng)的設(shè)備將變?yōu)榫哂型ㄐ诺哪芰Φ幕ヂ?lián)網(wǎng)控制設(shè)備。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng) 本身的特點(diǎn)決定了 EWS 服務(wù)器只能支持小流量的訪問，采用 HTTP1.1 協(xié)議內(nèi)容。HTTP（HyperText Transfer Pertocol)即超文本傳輸協(xié)議，是建立在客戶端瀏覽器以 及其他程序和 Web 服務(wù)器之應(yīng)用層的通信協(xié)議，是在 TCP/I

24、P 協(xié)議之上的協(xié)議，用于將Web 服務(wù)器上的超文本信息通過 HTTP 協(xié)議傳輸給用戶12.“首先請(qǐng)求周期、生成消息、做出請(qǐng)求、得到響應(yīng)、訪問認(rèn)證、然后 編碼”這六 方面內(nèi)容是 HTTP 協(xié)議的主要內(nèi)容。從這里能認(rèn)識(shí)到，該協(xié)議采用建模是請(qǐng)求 / 響模 型.HTTP 通信方式下有一個(gè) Web 瀏覽器（用戶的客戶端)，有一個(gè)對(duì)應(yīng)的 Web 務(wù)器，當(dāng) 使用者要訪問 Web 服務(wù)器上信息或數(shù)據(jù)時(shí)，由用戶客戶端通過瀏覽器發(fā)送一個(gè) HTTP 請(qǐng) 求，發(fā)送 Web 服務(wù)器,Web 服務(wù)器得到請(qǐng)求好，立即對(duì)這個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，然后將對(duì)應(yīng)的 信息和數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端，用戶就查看到相應(yīng)的網(wǎng)頁(yè)信息了。thttpd、htt

25、pd 這三種 Web 務(wù)器是在 操作系統(tǒng)下應(yīng)用最多的，因?yàn)榘?全原因， httpd 不支持認(rèn)證和 所以應(yīng)用較少thttpd 和 Boa 可以認(rèn)證和 ，在本 設(shè)計(jì)方案中選擇 Boa 服務(wù)器因?yàn)?Boa 服務(wù)器源代碼公開（可以從 Boa 的官方網(wǎng)站 http： / 下載最新的代碼)并且該服務(wù)器處理 HTTP 求速度很快效率很高，基于 Boa 服務(wù)器的模型結(jié)構(gòu)如下圖 2-1：7河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文對(duì) Boa 服務(wù)器重新配置，首先 http：/www.boa 獲得源代碼,然后在命令行將 壓縮包解壓并配置，如圖 2-2：root# tar xvzf boa。94。14rc21。tar。gz然后運(yùn)行配

26、置文件生成 文件，root# 。/ 。/ boa-0.94。14rc21/configure進(jìn)入壓縮文件里面查看改程序配置文件，圖 壓縮包解壓并8河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文root# vi Makefile將 CC=gcc 和 CPP=gcc 修改成為 CC=armlinux-gcc 和 CPP=arm-linuxE圖 2 編 Makefile 文修改完成后，對(duì) 務(wù)器的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，找到 。conf 件,使用 打 開將其配置好,然后編譯 make,執(zhí)行就完成 Boa 務(wù)器的移植了。root# makeroot# armlinux-strip boa CGI 介到現(xiàn)在為止，生成動(dòng)態(tài) Web

27、頁(yè)面主要有兩種方法，第一種是 ，第二種是想 JSP、 ASP 等服務(wù)器腳本語(yǔ)言。但在資源嚴(yán)重緊張的嵌入式 中，使用較多的是 。CGI 稱為公共網(wǎng)關(guān)接口，它是 服務(wù)器與 CGI 序之間接口規(guī)范，根據(jù)這個(gè)接口標(biāo) 準(zhǔn)編寫的腳本,稱為 CGI 程序，在 Web 技術(shù)中使用 CGI 序可以完成交互作用下圖 2 4 是用戶使用瀏覽器訪問帶有 CGI 程序處理流程9河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文CGI 程序編寫可以使用很多程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)，在嵌入式設(shè)計(jì)中，因?yàn)榍度胧降讓釉O(shè)計(jì)是 使用的 C 語(yǔ)言,所以常常使用 C 來編寫 腳本，并且 C 語(yǔ)言編寫的 程序在運(yùn)行速度 快、效率高，本方案就是采用 C 語(yǔ)言對(duì) CGI 進(jìn)行設(shè)

28、計(jì).本方案的遠(yuǎn)程登錄控制是基于 CGI 設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài) Web 服務(wù)器交互功能的實(shí)現(xiàn)將智能插座設(shè)備的終端連接到 通過瀏 覽器訪問該固定網(wǎng)址，然后對(duì)設(shè)備發(fā)送指令進(jìn)行控制，設(shè)備得到指令后進(jìn)行響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 智能插座的遠(yuǎn)程控制。10河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文3 智能控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)3.1 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本方案采用設(shè)備是廣州友善之臂計(jì)算機(jī)科技有限公司提供的開發(fā)板 mini2440,它的中 央處理器是 S3C2440A,提供了很強(qiáng)大的外圍組件，包含 1G Flash 、2MB 的 Nor GPIO 口和配套的 USB 無線網(wǎng)卡電源電路的等統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖 1 所示： ARM9 處理器 芯片ARM 系列的芯

29、片一直在升級(jí)發(fā)展從 ARM7 的馮諾依曼架構(gòu)改為 ARM9 哈佛結(jié)構(gòu)芯片 在性能上得到了很大的提高，ARM 系類芯片在實(shí)際生活中得到了很大的應(yīng)用。在本方案中,硬件的核心芯片是使用 ARM9 處理器 S3C2440 芯片，該芯片使用 的內(nèi)核，在功耗上相比同類產(chǎn)品較低，非常適合在開發(fā)設(shè)計(jì)中對(duì)產(chǎn)品成本和產(chǎn)品功耗追求 的應(yīng)用.配置 GPIO 并使用GPIO（General Input/Output通用輸入輸出接口的簡(jiǎn)稱.在該開發(fā)板中共有 34 的間距的 GPIO 接口。GPIO 口用途很靈活，可以作為總線信號(hào)的一部分，也 可以作為外設(shè)器件的控制輸入,還有很多用途在本方案中時(shí)作為繼電器的開關(guān)控制信號(hào).要

30、使用 GPIO 的功能，需要先對(duì)配置 GPIO 管腳配置，在使用之前請(qǐng)檢查該 Pin 是否有 單獨(dú)的供電控制,如果有需要保證在工作時(shí)候，供電正常，然后檢查 模塊時(shí)鐘是否配 置好，這個(gè)需要配置好時(shí)鐘，作為控制用途,義管腳是輸入信號(hào)，typedef unsigned int uint11河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文unit value=0； /臨時(shí)變量volatile uint pgpioa_dr （uint（0 xc3104008 /指針指向 的 地址volatile uint *pggioa_or =（uint*)(0 xc3104004)； /指針指向 的地 址value = pgpioga_d

31、r； value =0 x01；/讀取方向寄存器的值；/變量 value 的第 0bit 變?yōu)?1，其他位保持不變。* pgpioa_dr =value； /保證了其他 GPIO 的方向保持不受。value = pgpioa_or; /取 GPIOA 輸出寄存器的值.value =0 x01； /value 的值的第 0bit 變?yōu)?1，其他位保持不變。 *pgpioa_or =value; /輸出寄存器的值的第 0bit 變?yōu)?1，gpioa0 出高電平。 value &=(unit)1 /吧 value 的第 0bit 變?yōu)?0。*pgpioa_or =value； /輸出寄存器的值的第

32、0bit 位變?yōu)?0gpioa0 出低電平；電源電路設(shè)計(jì)S3C2440A 的電源管理模式較獨(dú) ,具有相位鎖定環(huán) ,于穩(wěn)定頻率的芯片時(shí)鐘發(fā)生器,簡(jiǎn)稱為 PLL,其中 又分為 UPLL 和 MPLL14其中 UPLL 時(shí)鐘發(fā)生器用于主/從 操作 的時(shí)鐘發(fā)生器用于產(chǎn)生主時(shí)S3C2440A 的電源管理模式有分為正 Mode速(SLOW Mode/NON-PLL Mode)、空閑（IDLE Mode）和掉電SLEEP Mode）4 種 式。通過英文字母可以知道慢速模式為不帶 的低頻時(shí)鐘模式，空閑模式始終為 停 止模式，掉電模式為所有外圍設(shè)備全部掉電只有內(nèi)核電源供電的模式14S3C2440A 電源首先由外

33、部輸入 直流電源，然后接入一個(gè)二極管（可以防止電源反 接 電路 1.8V 3。3V 原理圖如圖 接入后 C31 C64 波，使用了 LM11173.3 和 LM11171。8，這個(gè)系列芯片輸出的電壓精度+1%之內(nèi),該芯片可以限制電流、熱保護(hù)并 且穩(wěn)定性高。12河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文圖 2 電 。8V 和 原理圖125V 電源電路原理圖如圖 7入 3 經(jīng)過低壓差性噪聲穩(wěn)壓源 MAX8860EUA 輸出 1。25V 電源。圖 3 源電路原理圖 USB 無線網(wǎng)卡因?yàn)椴遄x擇使用移動(dòng)式，所以需要安裝 無線網(wǎng)卡，保證無線通信，在本設(shè)計(jì)選 擇 TBLink,在嵌入式 Linux 平臺(tái)下使用 無線網(wǎng)卡，需

34、要安裝無線網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序和 命令工具，選擇下載對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的 USBWIFI通過串口將安裝包發(fā)送到開發(fā)板內(nèi)，然后在指定目錄下解壓安裝15,即 tar xvzf wifi-kitsfor-mini2440linux2.6.32 。 tar.gz在這里使用了主要使用了三個(gè)命令用來使用 無線網(wǎng)卡：1。scan-wifi掃描出來附近的無線熱點(diǎn)，包括該熱點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng),以及是否加密2.start-wifi 自動(dòng)接入指定的無線熱點(diǎn)，需要指明無線熱點(diǎn)的加密類型,和無線熱點(diǎn) 加密的密碼見的有四中加密模式WPAPSK/WPA2-PSK、WPA/WPA2、none）3.stopwifi 中止使用無線13河南師范大學(xué)本科

35、畢業(yè)論文3.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在前期做好了 Linux 統(tǒng)移植，然后按照流程進(jìn)行設(shè)計(jì):首先啟動(dòng) Linux 系統(tǒng)，通過 終端使用命令查看周圍無線 WiFi 并接入無線：rootrootwifistart-wifi none 然后，需要我們?cè)O(shè)置 ：rootroot default gw192。168。1。1 ifconfig eth0 。168.1.230設(shè)置完成后,需要測(cè)試網(wǎng)絡(luò)是否連通，如果沒有連通，重復(fù)上面步驟，直到連通網(wǎng)絡(luò)， 連通網(wǎng)絡(luò)之后,查看是否加載 Boa 服務(wù)器root netstat au|grep boa成功加載后，就可以通過手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制了。14河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文4 總結(jié)本方案將圍繞智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開研究，在內(nèi)容中將設(shè)計(jì)中的涉及的技術(shù)和方案 做了詳細(xì)的介紹，設(shè)計(jì)出利用遠(yuǎn)程登錄的方式控制插座，進(jìn)而控制家庭設(shè)備在方案中完成