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智能家电中嵌入式系统分析研究
当年比尔盖茨把他那梦幻般的现代化智能住宅展现在世人面前时，我们在惊叹之余更多的是憧憬，当然如今这种憧憬也变成了现实。网络通信技术的发展让智能化家居系统成为可能，随着嵌入式技术在各行业的应用也能够发现嵌入型技术的优势也逐渐显现了出来，本文就针对嵌入式系统的概念、特色设计和方案进行分析，来阐述其技术优点和特性。
尤其是嵌入式的无线频发技术的出现更是让智能家居这个概念从抽象转为现实。这种频发技术的应用可以识别无人工烦扰的信号，可以工作于极端恶劣的环境。这种技术让住宅本身成为了一个平台，成为了一个将所有电器、家居等都受我们随心掌控的一个网络平台。不仅如此，还能实现智能监控，远程报警，自主防范等功能，当然这需要某些嵌入式芯片才能实现。 嵌入式系统的逐步发展已经让其区别于PC技术本身，其发展优势和前景也大于传统计算机技术，其多样性和可嵌入的特性也使其比传统数字产品更有特色、用途更广。从嵌入式系统的构成上看，嵌入式系统是集软硬件于一体的、可独立工作的计算机系统；从外观上看，嵌入式系统像是一个“可编程”的电子“器件”；从功能上看，它是对宿主对象进行控制，使其具有“智能”的控制器。从应用上来讲，嵌入式系统具有以下几个比较明显的特点：
1.面向应用的特定性
嵌入式系统通常是面向特定用用而设计的，所以嵌入式系统的软硬件都是根据用户的需求来进行设计的，尤其是软件更明显。这种设计让其多样化应用程度降低但是也提升了整体系统的低功耗、集成度搞的特点，甚至能够将CPU等重要新品集成在一个芯片中，从而让嵌入使系统本身的设计逐渐向小型化发展，移动能力强，网络耦合也更加紧密。
2.综合性
从嵌入式技术的发展可以看出这种技术是依附于计算机、半导体、电子等技术之上的一种结合产物，属于一种综合性的学术科目，并不简单的有计算机形成，其技术组成上具有综合性。
3.生命周期长
嵌入式系统与应用的结合使得系统的升级也必须与产品向结合，所以产品一旦进入市场就会拥有较长的生命周期。而且由于嵌入式系统的直接宿主多是一些小型系统，例如手机、掌上电脑、数码产品等、起低功耗也是其生命周期较长的一个原因，而且嵌入式系统的软件一般都是固化在存储器芯片上或者单片存储系统中，所以这种低能耗的表现就更加明显。
4.可靠性高
嵌入式系统将软件固化在存储器芯片或者单片机当中更重要的目的是要提高系统速率和系统可靠性，由于嵌入式系统的直接宿主大部分是一些仪表或者无人值守的地方，所以其系统本身也会要求较高的可靠性。
5.可剪裁性
嵌入式系统的专用性事起产品本身的成本低，又有专用性，因此在嵌入式系统软硬件设计时会将其设计成可裁剪的，在进行同类应用时根据需要进行相应裁剪即可，在满足要求的同时也达到系统最简。
家居系统的智能化平台模式使其具备了自动化、智能化的高效、舒适、安全、便利等一系列的特性。智能家居系统的设计一般情况下分为三个层级：应用层、网络、物理层，类似于网络传输协议TCP/IP协议的分级，实际这种分级就是从TCP/IP协议上发展简化而来的一种层级分类方法。应用层一般包括家电、灯光、只能终端等设备；网络层一般包括数据网络和音视频网络；物理层就是指传输介质，即网线、电力线、无限信号等。
以下是设计过程中常用到的协议、硬件和OS的选择：
(1)协议选择
X-10协议。此协议时国际通用的家居电力载波通信协议，广泛应用在监控和远程电器控制方面。系统通常由三部分组成：发射器、接收器、系统保障设备，发射器一般通过电力发射线发送信号至接收器，信号根据接收器预设的码址进行定向传输，从而实现远程控制的效果。其协议几乎可以应用在所有的家电设备上，系统保障设备一般都是用来检测和解决电器故障等问题，从而保证整个系统的正常运作。其系统具有操作简单、实用性强的特点，而且升级容易、兼容性强。LW IP协议。μCOS-II系统作为智能化家居系统的内核出现，用于完成系统操作的基本功能，实现任务调度、进程间通信、文件系统、网络协议上的支持，一般应用于WEB服务器的核心架构，其系统引入了网络协议栈，采用的是LW IP协议栈，网络主要采用IP协议负责路由，传输层由TCP协议和UDP协议实现数据传输。应用层使用客户端向服务器方法送请求的方式，数据报头包含URI、协议版本、请求修饰符、客户信息等内容的MIME结构。
(2)硬件选择
S3C44B0X微处理器。此处理器是一种使用ARM7TDMI内核生产的精简指令计算机处理器，本身就具有相当好的结构优势，它的内置模块功能叶很强大，包含了：8K的缓存和内部SRAM、LCD控制器、双通道UART、4通道DMA、存储器管理定时器、A/D转化器、IIS/IIC总线，倍频器等，而且接口也可进行扩展，一般应用于嵌入式的网络应用，特别是路由器网关的应用和管理上，并且在一些紧急网络供电设施上也有很好的功效。
(3) OS选择
μClinux系统是指微控领域Linux系统，是一种符合了GUN/GPL公约的操作系统，开发了源代码，非常适用于没有内存管理功能的处理器。而且其标准在Linux的基础上也进行了适当的剪裁和优化，本身也是一种高度优化和精简的系统。保留了稳定、移植性强、网络功能强、文件系统兼容性高、API接口丰富等特点。
3 智能化家居系统的具体方案
(1)拓扑结构
由于智能家居系统的网管设备接口限制，一般家具智能系统的布线都采用总线型或者星型拓扑。新家电或者新设备的加入也只需要加设一根新的数据连接线即可，配置简单，施工方便。
(2)通信协议
采用成熟的IP协议，以这种完全开放的传输协议，可以大大降低升级和维护的成本。所有设备均可通过家居网关接入到互联网，从而满足各种应用程序对设备的远程监控及设备对网络信息的读取。
(3)系统构成
linux操作系统的软件资源很丰富，特别是硬件驱动和网络资源上，所以软件选择就比较多样化。而且OS本身就具有相当高的可裁剪性，其系统的多样化应用也比较强。
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