基于ARM、Android+论文及ZigBee技术的智能家居设计

论文核心提示:

 Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统,主要使用于便携设备。Android操作系统最初由Andy Rubin开发,最初主要支持手机。2005年由Google收购注资...

  摘 要 结合ARM处理器、Android嵌入式操作系统及ZigBee无线通信技术,设计出智能家居网关。该网关以ATMEL公司ARM926EJ-S处理器SAM9M10为核心,Android为嵌入式操作系统,结合采用TI公司CC2530芯片的ZigBee无线通信技术,能够实现网络远程控制,家庭安防报警,灯光家电控制,视频播放等。
  关键词 Android+论文;ZigBee;智能家居;SAM9M10;CC2530
   
  智能家居系统是物联网产业的一个重要组成部分,其核心设备是智能家居网关,通过它可实现智能家居系统的网络远程控制,家庭安防报警,灯光家电控制,视频播放等功能。基于此,本文研究提出了一种融合ARM、Android及ZigBee技术的智能家居网关设计方案。
  采用ARM926EJ-S内核的SAM9M10处理器,该处理器具备400MHz的处理能力,具有高速SD/SDIO/MMC接口及10/100 Mbps以太网MAC接口,可支持1 280×860分辨率的LCD,提供音频接口,其视频解码器可支持D1(720×576)或WVGA(800×480)以每秒30帧(30 fps)播放。
  Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统,主要使用于便携设备。Android操作系统最初由Andy Rubin开发,最初主要支持手机。2005年由Google收购注资,并组建开放手机联盟开发改良,逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。Android的主要竞争对手是苹果公司的iOS,微软的WP7以及Rwww.21cnlunwen.comIM的Blackberry OS。 2011年8月,Android操作系统的市场份额超过塞班系统,占据全球智能手机操作系统市场48%的份额,跃居全球第一。
  ZigBee技术具有低功耗、低成本、容量大、安全性高、抗干扰性能强的特点。ZigBee节点具有自动组网的能力,无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,节点发生故障时,网络能够自我修复,并对网络拓扑结构进行相应地调整,保证整个系统仍然能正常工作。本文采用TI公司的CC2530芯片。
  1 系统概述
  网关也被称为网间协议变换器,用于连接不同通信协议的网络,实现网络之间的数据传输,并完成数据的翻译与转发工作。用于智能家居的网关,除拥有上述功能外,还具有视频播放等娱乐功能。
  本网关采用模块化设计方案,由硬件层、系统层和应用层组成,如图1所示。硬件层描述了网关的硬件组成,在后面进行详细描述。系统层指的是针对SAM9M10为核心处理器的网关所移植的Android操作系统。应用层主要是网关应用程序,实现远程控制、视频播放、家庭安防报警、灯光家电控制等功能。
  2 系统硬件设计
  系统硬件设计采用模块设计思想,主要的模块包括:SAM9M10核心处理模块、ZigBee模块、以太网模块、LCD模块、电源模块等。
  SAM9M10核心处理模块负责ZigBee数据收发、以太网数据收发、LCD数据输出、数据存储、视频数据的解压缩等。其硬件组成主要有:ATMEL AT91SAM9M10处理器,256 MB DDR2 SDRAM,256 MB NandFlash,4 MB DataFlash。
  ZigBee模块的主芯片采用美国TI公司的CC2530,CC2530是一个兼容IEEE 802.15.4的真正的片上系统,支持专有的802.15.4市场以及ZigBee、ZigBee PRO和ZigBeeRF4CE标准。CC2530提供了101dB的链路质量,优秀的接收器灵敏度和健壮的抗干扰性,四种供电模式。  

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