智能電網(wǎng)中智能家居終端的設(shè)計(jì)

其中電話(huà)控制部分，當(dāng)用戶(hù)在遠(yuǎn)程話(huà)機(jī)鍵盤(pán)上按下控制按鈕后，這些信息采用雙音頻方式通過(guò)電話(huà)線(xiàn)發(fā)出，MT8870是一款雙音多頻解碼芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)雙音多頻信號(hào)(DTMF)的發(fā)送和接收。
以太網(wǎng)控制芯片采用CS8900A，它是Cirrus Logic公司生產(chǎn)的低功耗、性能優(yōu)越的16位以太網(wǎng)控制器。該芯片的突出特點(diǎn)是使用靈活，其物理層接口、數(shù)據(jù)傳輸模式和工作模式等都能根據(jù)需要而動(dòng)態(tài)調(diào)整，通過(guò)內(nèi)部寄存器的設(shè)置來(lái)適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境。
此外，硬件部分還對(duì)SRAM進(jìn)行了擴(kuò)展以滿(mǎn)足更大的需求。另外由于智能家居終端上的一些重要參數(shù)，需要在系統(tǒng)掉電的情況下保留，所以在終端上還進(jìn)行了EEPROM擴(kuò)展。

5 智能家居終端的軟件設(shè)計(jì)
5．1 程序設(shè)計(jì)
在硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，軟件系統(tǒng)采用了Linux嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)核版本為2．6．28。鑒于所選ARM芯片的性能，從總體需求出發(fā)，軟件部分采用多進(jìn)程+進(jìn)程中多線(xiàn)程的編程方案。程序總體分為兩個(gè)進(jìn)程：主進(jìn)程、Web-Service進(jìn)程。主進(jìn)程包括3個(gè)線(xiàn)程：主線(xiàn)程、輔線(xiàn)程和次線(xiàn)程。
其中，Web-Service進(jìn)程為發(fā)送命令碼流。此處需要說(shuō)明的是家庭網(wǎng)關(guān)也采用Web-Service的方法，智能家居終端作為客戶(hù)端，而家庭網(wǎng)關(guān)作為服務(wù)器端。
主控制進(jìn)程實(shí)現(xiàn)了大部分功能，是控制中心的主體。由于實(shí)時(shí)性、信息回復(fù)的不確定性，它開(kāi)機(jī)啟動(dòng)并一直處于運(yùn)行狀態(tài)。主線(xiàn)程在程序啟動(dòng)時(shí)首先進(jìn)行初始化，包括硬件各部分的驅(qū)動(dòng)初始化，各個(gè)功能模塊界面及其基本功能的初始化，還有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的初始化。初始化完畢后將進(jìn)入一個(gè)while(1)循環(huán)，不停地重復(fù)遍歷命令結(jié)構(gòu)體鏈表和返回碼流結(jié)構(gòu)體鏈表，并進(jìn)行相應(yīng)處理。輔線(xiàn)程完成命令碼流的轉(zhuǎn)換和處理。次線(xiàn)程監(jiān)聽(tīng)返回到終端的命令碼流，并進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換和處理。
軟件部分的總體框圖如圖3所示。

5．2 進(jìn)程間通信
程序中設(shè)計(jì)了兩個(gè)進(jìn)程，它們之間要進(jìn)行通信。兩個(gè)并行進(jìn)程可以通過(guò)互相發(fā)送消息進(jìn)行合作，消息是通過(guò)消息緩沖在進(jìn)程之間相互傳遞。進(jìn)程間通信方式采用的是命名管道(FIFO)，F(xiàn)IFO是一種先進(jìn)先出的隊(duì)列。它類(lèi)似于一個(gè)管道，只允許數(shù)據(jù)的單向流動(dòng)。每個(gè)FIFO都有一個(gè)名字，允許不相關(guān)的進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)FIFO。本程序在／tmp文件系統(tǒng)中定義命名管道，這樣當(dāng)系統(tǒng)重新啟動(dòng)或更新時(shí)，管道將被清除，不會(huì)占用過(guò)多存儲(chǔ)空間。
此外，為避免兩個(gè)進(jìn)程間同時(shí)要求訪(fǎng)問(wèn)同一共享資源而引起訪(fǎng)問(wèn)和操作的混亂，在進(jìn)程對(duì)共享資源進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)前必須對(duì)其進(jìn)行鎖定，該進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)完后再釋放。還有在主進(jìn)程的3個(gè)線(xiàn)程內(nèi)，為保證兩個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵代碼段不被并發(fā)調(diào)用，線(xiàn)程內(nèi)還使用了信號(hào)量，在進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵代碼段之前，線(xiàn)程必須獲取一個(gè)信號(hào)量，一旦該關(guān)鍵代碼段完成，那么該線(xiàn)程必須釋放信號(hào)量，其他想進(jìn)入該關(guān)鍵代碼段的線(xiàn)程必須等待，直到第一個(gè)線(xiàn)程釋放信號(hào)量。

6 結(jié)束語(yǔ)
智能家居終端及其配套設(shè)備將會(huì)得到不斷的發(fā)展和完善，為人們提供更為安全、舒適、便利的生活環(huán)境。系統(tǒng)的使用也會(huì)更加方便、價(jià)格低廉、性能可靠。本文給出了基于ARM芯片的智能家居終端的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了一種可行的硬件和軟件模型，在理論上解決了智能家居終端的一些設(shè)計(jì)問(wèn)題。