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一种基于Linux的智能家居联网管理方案

作者:时间:2014-06-20来源:网络 收藏

  3 气体流量的检测

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/248610.htm

  气体流量测量采用的是MF4000系列气体流量计,MF4000系列质量流量计是美国矽翔微机电专为管径为3~8 mm的气体管路中的低速气流的流量计量而设计。卡口式设计为用户提供简便的安装,满足用户测量多气体管路的需求。塑料卡口可轻松的进行机械接口转换,应用于不同的低成本环境,内置安全插件可适用于更宽的应用,MF4000系列气体流量计技术参数如表1所列。

  表1 MF4000系列气体流量计技术参数

  

 

  智能家电控制芯片为传统的8051系列单片机,单片机与气体流程传感器通过RS232通信,整个通信过程单片机作为主机,传感器作为从机,它们采用点对点(或点对多点)主从式工控网络的半双工异步传输模式,主机和从机之间用轮询的方式来进行通信。只有主机才能启动通信,没有接到主机请求,从机不能主动发送信息。主机向从机发送任务报文,从机接收到主机的任务命令后返回响应报文并执行相应操作。除了发送响应报文外,从机只能处于接收状态。主机的每一次查询都是以一个报文(帧)的数据传送给从机。其通信流程如图3所示。

  

 

  图3 单片机与传感器/流量计的RS232串行通信流程

  对于RS232协议,用固定的字符0x9D标识一帧数据的开始。数据传输通信时,帧头(地址)的识别是非常关键和重要的。一般解决此问题的方法是:找到所要传输的数据中不可能出现的特征数据,再将此特征数据作为帧头发送。但是,这种通信方式中,一方面特征数据一般较难找到,大多数情况下都需要用数个特殊字符组成特征数据作为帧头;另一方面由于增加了较多的无用字符(相对于有用数据而言),从机不得不对特征数据进行解码,使得通信时间延长,造成该从机的时间浪费。本协议采用1位帧头(地址)标志位来解决帧头(地址)的识别问题。

  具体方法为:主机首先禁止奇偶校验,同时设置奇偶校验位为Mark标志(相当于设置帧头标志位DS为1),再向从机发送帧头(地址)。此时,正处于帧头(地址)监听状态的从机收到主机发来的帧头(地址)后,进入中断服务例程,读取主机发送的帧头(地址)是否正确,当确认正确后,从机进入数据接收状态并等待主机发送数据;否则,仍处于帧头(地址)监听状态并等待主机发送下一个帧头(地址)。主机接着禁止奇偶校验,同时设置奇偶校验位为Space标志(相当于设置帧头(地址)标志位DS为0),再发送数据,进入数据接收状态的从机将正常接收所有数据,然后向主机发送响应报文,最后释放总线并重新进入帧头(地址)监听状态。

  单片机通过串口与传感器通信,可以方便地采集到瞬时流量和累积流量,可记录自上电以来瞬时流量的最大值和最小值,具有超量程指示功能。

  4 移植及Qt应用程序开发

  本系统在开发板上移植了操作系统,并在此嵌入式操作系统平台上进行了简易家居智能控制平台的开发。移植及Qt应用程序开发步骤如图4所示。

  

 

  图4 Linux移植及Qt应用程序开发步骤

  首先是配置开发板所需要的环境软件。在开发板环境建立中,要注意的是对于没有串口的机器,一定要先安装USB转串口的驱动,而在安装时务必注意将电脑与板载串口的波特率设置为一致。这个没设置好,串口通信会有问题。除此之外,还需安装好串口调试工具及程序烧录下载工具。

  其次是搭建Linux交叉编译环境。一般的电脑上都是Windows操作系统,要开发Linux嵌入式操作系统,需要安装虚拟机(例如VMware 等)、基于Linux内核的相关操作系统(例如Fedora)和交叉编译器。虚拟机是用来承载Linux操作系统在Windows机器上运行而设置的,就像虚拟光盘一样,是个虚拟的。交叉编译器,是用来编译和产生系统开发过程中各种镜像文件。

  接着进入移植过程。移植时一般顺序为:编译Uboot→编译内核→构建文件系统。

  最后是Qt应用程序开发。本系统是基于图形界面开发的。Qt程序开发需要先建立Qtopia开发平台,然后进入编译目录,执行编译脚本,无误退出后,再编译应用程序。编译应用程序时,只需进入每个程序目录,执行make命令。然后,将编译好的程序的可执行文件拷贝到文件系统的镜像目录中,最后将编译生成的.bin文件烧录到开发板中即可。

  结语

  本文描述的是一种简易可行的联网方案,其具有成本低、易于实现、组网容易等优点,但对于更复杂的互动功能还存在一定的欠缺。但基于上述主控平台,只需要调整的内部局部通信网络就可以实现更加完善的功能。例如可以不修改主控电路,利用WiFi或ZigBee网络来重新组建家居设备网络。

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关键词: Linux 智能家居 TQ2440

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