家庭智能终端工作原理 - 基于LPC2214的家庭智能终端的设计与实现

　　利用基于蓝牙威廉希尔官方网站 的遥控设备或基于RS-485总线的有线键盘，可以设置家庭智能终端的各项参数，打开或关闭485总线或具有蓝牙模块的电器设备，设置报警模块的报警方式、撤布防等。此外遥控设备和键盘上还有紧急求助按钮，可以通过电话和网络向远程管理中心发送报警信号。家庭智能终端还具有联动控制模块，当485总线或蓝牙网络上的一个设备发生某个特定的动作时.可以引发另外一些设备做设定的状态变化，从而达到方便用户和节省能耗的效果。以上介绍的是本地操作的工作原理。关于远程控制和远程监控，本文提供了两种方式：基于电话网络和基于互联网。由于基于电话网络的远程控制和远程监控已经有了大量介绍，这里主要介绍互联网方式的远程控制和监控。

　　家庭智能终端是通过Web威廉希尔官方网站 提供远程监控和控制服务的。用户在任意一台连接到因特网的PC机上打开Windows IE，登录小区服务器，输入家庭智能终端的IP地址和相关密码，使可以看到智能终端上的Web页。在Web页上可以查看家庭内部网络各种设备的状态.并且可以改变某些设备的状态。这里利用小区网关完成小区局域同与外网的连接，小区内部局域网上的IP地址可以使用私有地址，从而节省费用。

　　2 家庭智能终端软件设计

　　嵌入实时操作系统μCOS-Ⅱ是一种占先式多任务操作系统.可固化、可裁减、移植性好，具有良好的可靠性和稳定性。它支持64个任务，具有信号量、消息邮箱、消息队列等多种进程间通信机制，已经在商业领域得到了成功的应用。由于μCOS-Ⅱ操作系统本身并不带TCP/IP协议栈，因此在操作系统上需要移植IP协议。本文采用μCOS-Ⅱ+LWIP来实现家庭智能终端的网络通信。

　　2.1 家庭智能终端软件的总体规划

　　家庭智能终端软件部分包括远程通信模块、RS-485通信模块、无线通信模块、232通信模块、报警检测模块、联动控制模块以及电话和语音控制模块。根据以上划分，在μCOS-II操作系统中定义了远程通信任务、485通信任务、232通信任务、报警检测任务、联动控制任务、电话语音控制任务以及蓝牙通信任务。各任务的优先级和堆栈空间分配如表l。

　　软件设计采用模块化设计，保证程序具有良好的可移植性和可重用性，各种软件模块分别属于不同的程序层。如图3所示，笔者将软件模块分为三个程序集合，即软件的程序层。内层是μCOS-Ⅱ内核，承担任务管理、内存管理和时间管理功能。应用程序层主要完成数据处理和请求内核服务的功能。中间件层移植和编写各部分通信协议和底层接口芯片的驱动程序。图3中最外围层为硬件接口层，它不是实际的软件层，并不做软件编写工作。智能终端的软件部分非常复杂，由于篇幅所限，本文重点介绍操作系统的移植和远程监控及控制。

　　2.2 μCOS-II操作系统在LPC2214上的移植

　　将μCOS-Ⅱ操作系统移植到PLC2214上需要0S_CPU.H、OS_CPEL_C.C、OS_CPU_A.ASM三个文件。OS_CPU.H主要定义不依赖于编译的数据类型、指定堆栈的生长方式以及定义底层接口。

　　为了具有良好的可移植性，μCOS-II并不使用C语言中的short、im、long等数据类型，而是以整数数据类型代替。PLC2214有四种堆栈形式：满递减、满递增、空递减、空递增，但是ADS1.2编译器只支持满递减堆栈，即选择由上向下增长方式。

　　定义底层接口是为了在C语言中调用汇编代码高效地完成某些系统服务功能。本文采用软中断指令实现底层接口。底层接口代码如下：