基于STM32智能家居系統(tǒng)的設計與實現

　　這段函數調用了IAR Embedded公司提供的標準庫函數stdlib.h中的atoi函數，atoi函數功能的描述是/*convert string to int*/，即把字符串直接強制轉成整形數據。本系統(tǒng)上位機與下位機之間的通信協議由我們專門針對性地設計，其中字符串頭部帶有長度不能預知的命令字節(jié)，因此調用atoi函數前還需要判斷該數據包之中的參數是從字符串的第幾位開始的，得到正確的指向字符串參數位置的指針。

　　如圖3是智能家居下位機主控芯片的流程圖，主控芯片上運行了μC/OS輕量級嵌入式實時操作系統(tǒng)，采用的是可剝奪型實時多任務內核，意味著處理器在任何時候都是運行優(yōu)先級最高的任務，這樣就很方便地實現了整個下位機各種任務的調度，同時也保證了系統(tǒng)的實時性。主控芯片啟動μC/OS后，分別建立語音識別任務、串口接收任務、液晶顯示任務、入侵檢測任務4個任務。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，然后做出應答，執(zhí)行相應的動作，語音播報執(zhí)行結果，并發(fā)送一個信號量表明屋內電器狀態(tài)有變化，需要更新顯示;串口接收任務的工作是對上位機發(fā)送過來的數據準確無誤地接收，解密解碼，并根據指令對電器進行相應操作;液晶顯示屏顯示任務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，同時對應的信號量自動清空;啟動安防系統(tǒng)后，便會運行實時監(jiān)控，根據數量密集的傳感器網絡狀態(tài)判斷家中的安全指數，智能的軟件決定何時應該發(fā)出警報信號。

　　圖3 下位機軟件設計流程

　　圖4 PC端上位機控制軟件

　　5上位機控制軟件，PC端以及安卓手機端的設計

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

　　6結束語

　　文中設計了一種基于STM32F1系列的智能家居系統(tǒng)，詳細地介紹了系統(tǒng)的整體架構并給出了幾種重要的硬件裝置和服務器軟件的實現方法。

　　實現了室內實時功率、室內溫度、天氣的監(jiān)測，和內/外網遠程控制家中的電器，遠程視頻監(jiān)控功能以及安防設施，語音識別正確率達88%，網絡服務器部分采用了路由器代替PC機的方案，系統(tǒng)整體待機功耗≤5 W.手機控制端的設計按鍵清晰易操作，可以方便地控制部分家電的工作狀態(tài)。最終實現了智能家居需求的功能。