基于ARM的家庭网络系统解决方案

目前，家庭网络尚处于初级阶段，与智能家电、安全设备的完全整合存在一些商业与技术问题。调查也显示家庭网络中最受关注的是媒体的网络化。基于以上的分析，我们设计实现了基于ARM和嵌入式Linux的家庭网络原型系统。它包含了完整的娱乐和网络服务子系统。由于缺少配套的智能家电和安全设备的支持，我们的控制子系统只有数据采集与控制板，各种传感器、数控单元和继电器，没有实际的监控对象。

2．系统设计
2.1系统硬件平台
ARM是一种高性能、低功耗、低成本的RISC技术，目前已广泛应用于汽车电子、消费电子、工业控制、网络设备、无线产品等领域。
2.1.1终端、文件服务器和Web服务器
终端、文件服务器和Web服务器三种硬件平台都基于三星公司的S3C2410A（基于ARM920T核）。它采用双哈佛缓存结构，具有16KB指令缓存和数据缓存，最高运行频率266MHz，尺寸小、功耗低、功能齐全、控制外设方便。内部集成了大量功能模块，如MMU、LCD控制器（同时支持STN和TFT LCD）、USB Host/Device控制器、触摸屏接口、SD/MMC接口、IIC总线接口、IIS总线接口、三星公司独特的NAND Flash Boot Loader等[3]。
三种硬件平台共有的配置包括S3C2410A、64MB PC133 SDRAM、64MB NAND Flash、RS232、10Mb以太网卡、USB Host/Device、USB无线网卡等。此外，终端配备了3.5寸260K色TFT LCD、触摸屏、PS/2键盘和鼠标、音频解码芯片和128MB SD卡。文件服务器配备了128MB SD卡、U盘和移动硬盘。Web服务器配备了音频解码芯片。
2.1.2数据采集与控制板
数据采集与控制板可能工作在较恶劣的露天条件下，所以我们采用Atmel公司的工业级产品AT91FR40162（基于ARM7TDMI核）。它的主频75MHz，工作温度-40°C～85°C，

图2文件检索与传输服务的流程

在服务过程中，用户只能看到Web服务器，文件服务器对用户是隐藏的。这增加了整个系统的安全性，避免了用户对文件服务器的错误操作，也增加了文件服务器配置的灵活性和分布性。
（2）家庭控制服务
家庭控制服务实现数据采集与控制板和Web服务器之间的信息交流和远程监控功能。
数据采集与控制板将采集到的数据先存储到板上的Flash，然后根据用户的需要实时或定时地发送到Web服务器。Web服务器再将数据发送到传感器数据服务器。传感器数据服务器记录下数据，并且更新数据记录列表。
数据采集与控制板上的数据采集模块会对某些采集量进行阈值检测，如果发现采集量超过阈值，立刻向Web服务器发出警告或利用AO、DO驱动设备进行下一步处理。Web服务器收到警告后，输出用户设定的报警音乐并且通过GSM/GPRS发送短信通知用户。
用户可以通过终端登陆Web服务器的监控页面，选择远程监控服务，如查看传感器数据、初始化设备、唤醒系统、设置检测对象和阈值、报警处理、输出控制等。相应的命令通过GSM/GPRS发送到控制子系统。AT91FR40162将对命令进行解析，然后完成或驱动C8051F020完成相应的功能。

4．结束语
本文提出的嵌入式家庭网络系统解决方案低成本，低功耗，可分布性强，功能丰富，能同时满足媒体娱乐和家庭控制的需要。基于ARM和嵌入式Linux的原型系统跨越了多硬件平台和多软件平台，既充分利用了各平台的优点，也在一定程度上模拟了未来Embedded Everywhere中多平台共存的情况。经过系统测试，原型系统可长期稳定运行，非常适合家庭网络应用。