基于ARM的智能家居红外控制系统设计探讨

郎佳辉

（成都师范学院，成都 611100）

伴随社会经济的持续、快速发展，人们生活质量的大幅提升，其对生活环境、生活品味提出了更多且更高要求，开始注重家居的智能化、人性化，享受由此所带来的舒适、安全与便利。在传统类型的家电设备当中，红外遥控器始终是其不容分割的重要组成部分，但需要指出的是，伴随当今智能家居产品的日渐增多，传统红外遥控器实际使用中所存在的问题越发明显，比如家电设备难以接受接收遥控器所发送的红外码，遥控器使用中需频繁换电池等。对此，为了能更好迎合智能家居的发展，且将传统红外遥控器使用中所存在的问题有效解决掉。本文以ARM为基础，设计了一种新型的红外控制系统，现对此作一探讨。

1 硬件设计

针对红外控制系统而言，其有多部分构成，如电源模块、串口电路模块、ARM处理器、无线通信模块及红外学习模块等。对于此系统的ARM处理器而言，选用的是ARM cortex A8嵌入式开发板pcDuino（LinkSrite公司产）。其核心处理器选择的是Allwinner A10。DRAM的容量是1GB，而板载存储为2GB Flash，与Arduino接口完全兼容。其实为一个性价比、性能皆高的迷你PC平台，能借助内置的HDMI接口，将视频输出至显示屏或电视上，可运行诸如Ubuntu等PC操作系统。

（1）串口电路设计。对于pcDuino开发板来讲，其设置有USB接口2个，而红外学习模块所选用的是USB0接口，借助此接口，不仅能完成数据传输，而且还能进行命令交换。因红外学习模块与pcDuino间的通信，需借助USB转串口模块来达成，所以系统在电平转换信号方面，选用的是CH341T芯片。（2）无线通信模块。在pcDuino开发板上，并无无线通信模块，因此需要借助外接模块来获得无线通信功能。当前比较常用的无线技术为RFID、ZigBee、Wifi等，其中，针对Wifi通信来讲，其拥有WPA2安全性能，而且还有着比较高的传输速率以及比较大覆盖范围，因而能够较好的满足本系统的数据通信需要。将WIFIPCDUINO（pcDuino官方）当作系统的无线通信模块，其内部选用的芯片类型为RT5370，不仅支持USB2.0，而且还支持IEEE 802.11/B/G/N标准，数据传输速率为150Mbps，而最高工作频率为2.473GHz，最低为2.411GHz，因为在多类型嵌入式操作系统中，其均能运行。（3）红外学习模块。为了能强化职能加剧控制系统的整体稳定性，降低开发难度，减少开发时间，将红外学习模块（全方位下载型红外遥控学习模块）应用于此系统中，此模块能够对市面上约99%的遥控器进行学习（如DV、投影仪、空调及电视等）。另外，其采取的是以电器为单位组织，能够同时支持多种电器，且无电时数据也不会丢失；还需要指出的是，其还能同时控制多个设备，指令比较简单。（4）电源模块。系统供电所采用的是9V直流电源，而pcDuino与红外学习模块的供电电压都是+5V，这里，借助7805变压芯片，把9V电压向+5V输出转变。

2 软件设计

2.1 内核定制

所采用的嵌入式Linux的内核源码是开源，用户依据自身实际需要，调整内核，以获得符合自身需要的系统。本系统采用的嵌入式操作系统型号为Ubuntu12.04，内核为3.4.29。另外，在系统内核当中，还配由许多功能模块，除了会占较多系统资源外，还会影响事件响应与执行速度。为了能够提升系统的反应速度，节省磁盘空间，需对内核模块实施定制与裁剪，并修改内核的各方面的源代码，比如进程、中断机制、系统调用及内存管理等，将那些不重要的代码删除，以减小内核，使其变得更为精小且高效，有更强的应用性。

2.2 ARM服务器的软件设计

于ARM端，将服务器程序启动，将USB串口打开（与红外控制模块相连），对Android设备客户端所对应的连接请求进行监听，如果感知到连接请求，此时，对客户端连接予以接受，并对来自客户端的数据进行读取，对服务器进行什么操作进行判断。通信协议为：数据包首个字节发送0，表明ARM服务器正在进行指令代码的学习操作，而如果发送1，则表明其正在控制红外家电设备。另外，服务器把客户端所发出的指令代码向红外控制模块转发，以此借助客户端软件来学习、控制家电设备。

3 结束语

综上，本文以ARM为基础来进行红外控制系统的设计，此系统选用的是嵌入式Linux，基于此操作系统运作下，实现红外码学习，并在Android客户端，控制家电设备红外设备。另外，在Android设备上安装智能家居红外控制系统软件，系统可借助此客户端，学习家电设备红外码，并进行集中控制，因而有着更加实用的操作效能。