软件开发·Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　智能家居环境监测系统研究与设计　本设计通过结合了ＡＲＭ和　ｚｉｇＢｅｅ两大技术，搭建了一个智　能家居环境监测系统。实现了对　家居中的温度、湿度、烟雾浓度　的监控。硬件方面，采用了ＳＴＩｄ３２　采集数据，ｚｉｇＢｅｅ模块传输信息，　ＡＲＭ９作为处理器进行统一处理信　息。软件方面，利用Ｑｔ编写上位　机程序。然后移植到ＡＲＭ，平台，　实现了ＡＲＭ板对家居的监测。　【关键词】ＳＴＭ３２智能家居Ｚｉｇｇｅｅ监测　１引言　随着人们生活需求的提高，家居智能化　控制已成为一种必然趋势。本系统在研究了嵌　入式开发技术和ＺｉｇＢｅｅ网络技术的基础上，　使用ＡＲＭ９微处理器芯片设计为核心，实现　大面积的多点温度、湿度以及烟雾浓度进行实　时监测，并将数据通过无线网络传输到控制器　进行数据存储和分析，最终实现了家居室内监　测系统。　２智能家居环境检测系统总体设计　系统主要以Ｓ１Ｍ３２嵌入式控制芯片为主，　外接各种控制模块电路，利用温湿度传感器、　烟雾传感器以及光照传感器对室内状况进行检　测，并将检测到的数据发送到嵌入式控制器进　行数据分析，当有异常状况发生时，嵌入式控　制器立即做出相应的处理并发出报警。并通过　ＺｉｇＢｅｅ发送给ＡＲＭ端的上位机中，同时将数　据保存到ｓｑｌｉｔｅ数据库中，方便用户直观的查　看室内状态。外围电路则由光敏传感器、温度　传感器、湿度传感器、烟雾传感器模块组成，　与嵌入式器件相连接，实现了控制芯片的通信。　３系统硬件设计　本系统电路设计主要包括以下几个功能　模块的设计：　３．１光强检测模块　通过光敏二极管电路接收装置来检测光　照强度，将光值转换为电信号，以供单片机处　理判断关照条件，决定是否自动开启灯光。　３．２烟雾浓度采集模块　文／刘云萍　断，环境烟雾浓度值是否超过阀值。　３．３温度数据采集模块　使用灵敏度系数比较高的ＤＳ１８Ｂ２０芯片。　该芯片检测灵敏度高、稳定性好、价格便宜，　因此很适合用于本系统。　３．４湿度采集模块　温湿度采集使用ＤＨＴ１　１传感器，该传感　器可以同时输出温度和湿度，只需按照规定的　时序进行读写即可。　３．５　ＬＥＤ电路的设计　本次系统通过模拟ＬＥＤ实现对家庭照明　灯的控制，所有的灯均是共阳，控制时只需要　给对应控制管脚低电平即可实现。　要的部分，它完成了系统中数据的封装和解析　依据。本系统中通信协议使用自定义的，数据　帧结构体的定义如下：　ｔｙｐｅｄｅｆｓｔｒｕｃｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ｛　ｕ８　ｓｅｎｄ＿ｂｅｇｉｎ；　／／起始标志以“　”　开始　ｕ８ｐｏｔｏｃｏｌ＿ｌｃａ；　ｕ８　ｄｅｖｉｃｅ；　ｕ８　ｄｅｖｉｃｅ　ｃｍｄ；　ｕ８ｄａｔｅ．＿ｌｅｎ；　ｕ８　ｄａｔｅ；　∥信息长度可变长　｜｝设备铝　ｆ｛设备命令　／，数据长度没有为０　／／数据没有指向空　ｕ８　ｓｅｎｄ　结束标志以“·”结＿ｅｎｄ；　／／　柬　｝ｐｒｏｔｏｃｏｌ；　不仅在上位机和下位机通信过程中始终　保持着同一份协议，数据的发送和解析都是严　格按照此协议进行的。　３·　ｇＢ。。通信接口电路　６系统测试　ＺｉｇＢｅｅ通信接口为串口，因此只需留出　对应的串口接口即可，系统使用串口２作为通　信接口。　３．７控制部分功能的实现　系统中硬件控制部分主控芯片选择　ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｃ８Ｔ６。　该芯片具有６４ＫＢ的　ＳＲＡＭ和３２位地址数据线，其性能和传统的　８位５１单片机相比提高了数倍，因此足以实　现本系统控制部分功能。辅助电路的设计：复　位电路、振荡电路、按键电路及初始位置定位　设计，还有额外添加的串口输出模块，方便调　试和维护。　４系统软件设计　本系统软件方面，利用Ｏｔ编写上位机程　序。然后移植到ＡＲＭ平台，实现了ＡＲＭ板　对家居的监测。软件设计总体上分为ＳＴＭ３２　数据采集、ＺｉｇＢｅｅ网络数据发送和接收、嵌　入式平台的搭建以及基于ｏｔ技术的系统主控　软件的设计。上位机部分的软件设计实时显示　当前家居内的温湿度、烟雾浓度以及ＬＥＤ灯　的状态灯信息，还可以实现实时控制ＬＥＤ灯　的状态。下位机ＳＴＭ３２单片机中移植了一款　嵌入式操作系统ｐＣ／ＯＳ．ＩＩ，所以的传感器都是　以独立任务的形式在运行，使得整个程序比较　流畅、效率比较高，系统的稳定性也得到了调　高。　５通信协议设计　系统硬件平台的搭建以及软件的开发完　毕后，需要对系统进行性能测试，以验证整个　智能家居系统运行的可靠性和稳定性。在硬件　连接测试，可以点击上位机中的ＬＥＤ灯开关，　发送开灯或者关灯命令，查看下位机ＳＴＭ３２　板上所连接的ＬＥＤ灯状态是否改变，若改变　了则证明整个硬件连接正确。此外测试系统是　否死机的一个办法是用手挡住光敏传感器，若　此时旁边的ＬＥＤ灯亮，说明系统正常运行。　通过测试最终实现本系统监测功能要求　参考文献　［１】柯国琴．基于单片机的智能家居系统的研　究［Ｄ】．合肥：合肥工业大学，２０１０．　【２］２孙常清，赵英涛．数字家庭网络发展分析　…．电信科学，２００７（０６）：２３－２７．　【３】穆秀春著．Ａ１ｔｉｕｍ　Ｄｅｓｉｇｎｅｒ原理图与ＰＣＢ　设计［Ｍ】．北京：电子工业出版社，２０１１．　［４】师振伟．基于ＡＲＭ和ＺｉｇＢｅｅ的智能家居　无线终端控制系统的设计【Ｄ】．西安：西　安工业大学，２０１３．　【５］５冯承金．基于ＺｉｇＢｅｅ和ＡＲＩｄ９的智能家居　系统的研究与设计【Ｄ】．湖北：武汉理工　大学，２０１０．　作者简介　刘云萍（１９８０　，女，山西省太原市人　硕士　学位。现为太原工业学院计算机工程系讲师。　主要从事数据库系统设计研究。　ＺｉｇＢｅｅ网络中传递的是信息叫ＺｉｇＢｅｅ消作者单位　通过驱动ＭＱ＿２传感器实现对环境中液　息，一个ＺｉｇＢｅｅ消息由１２７个字节组成，在本　太原工业学院计算机工程系山西省太原市　化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、烟雾等敏感　智能家居系统设计中，采用的ＺｉｇＢｅｅ协议帧０３０００８　气体的检测，及时传输给单片机后进行条件判　格式为ＭｓＧ格式。通信协议作为一个比较重　６４·电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ