基于web的嵌入式智能家居控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 //用 read()函數(shù)讀取實(shí)際按鍵值放入緩存中 if (read(buttons_fd, current_buttons, sizeof current_buttons) != sizeof current_buttons) { . . perror(read buttons:)。 //讀取失敗則顯示錯(cuò)誤信息 exit(1)。 } //循環(huán)比較數(shù)組 buttons[i]和 current_buttons[i]中的值，若不相等說明按鍵i 狀態(tài)改變 for (i = 0, count_of_changed_key = 0。 i sizeof buttons / sizeof buttons[0]。 i++) { if (buttons[i] != current_buttons[i]) { buttons[i] = current_buttons[i]。 //更新 button 中的值，為下次比較做準(zhǔn)備 printf(%skey %d is %s, count_of_changed_key? , : , i+1, buttons[i] == 39。039。 ? up : down)。 //輸出按鍵狀態(tài) count_of_changed_key++。 } } if (count_of_changed_key) { printf(\n)。 //格式控制 } } close(buttons_fd)。 return 0。 了解了按鍵例程功能后，我們就可以對(duì)它進(jìn)行移植了。在執(zhí)行 buttons[i] = current_buttons[i]。后， button[i]已經(jīng)保存了相應(yīng)按鍵的最新狀態(tài)，因此可以在這條語句后面加上判斷語句，用于更新網(wǎng)頁信息： FILE *fp。 if((fp=fopen(,r+))==NULL) //以讀 寫方式打開網(wǎng)頁源碼文件 exit(0)。 switch (i) //定位到網(wǎng)頁源代碼中的指定位置 { . . case 0:fseek(fp,1864L,0)。break。 case 1:fseek(fp,2064L,0)。break。 case 2:fseek(fp,2264L,0)。break。 case 3:fseek(fp,2464L,0)。break。 case 4:fseek(fp,4495L,0)。break。 case 5:fseek(fp,4695L,0)。break。 case 6:fseek(fp,4895L,0)。break。 case 7:fseek(fp,5095L,0)。 } if(buttons[i]==39。139。) //判斷按鍵狀態(tài) fprintf(fp,”1”)。 //根據(jù)案件狀態(tài)修改網(wǎng)頁源碼的值，以更改網(wǎng)頁顯示 else fprintf(fp,”0”)。 fclose(fp)。 注： fseek(fp,nL,0)函數(shù)是文件定位函數(shù)，這里它的作用是定位到 fp 文件從頭開始第 n 個(gè)位置。這里實(shí)際上是對(duì)網(wǎng)頁源碼進(jìn)行修改。 至此，傳感器傳來的電平信 息都會(huì)在網(wǎng)頁源碼中體現(xiàn)，只要刷新網(wǎng)頁，就能夠看到端口的最新信息。 最后，用交叉編譯成生成驅(qū)動(dòng)程序 —— button。 模擬開關(guān)控制驅(qū)動(dòng) 模擬開關(guān)控制驅(qū)動(dòng)也是通過 GPIO 口控制模擬開關(guān)的，其本質(zhì)是控制 GPIO 口的高點(diǎn)電平的輸出。與傳感器信息采集驅(qū)動(dòng)一樣，也有現(xiàn)存的驅(qū)動(dòng)可供調(diào)用，就是LED 燈控制驅(qū)動(dòng)，是在 /dev 下的 leds。也就是說我們可以直接通過調(diào)用驅(qū)動(dòng)控制，舉個(gè)簡(jiǎn)單例子： fd = open(/dev/leds, 0)。 //打開 led 驅(qū)動(dòng)程序 if (fd 0) { perror(open device leds)。 //顯示錯(cuò)誤信息 exit(1)。 } ioctl(fd, 0, 3)。 //關(guān)閉第三盞 led 燈 （ IO 口狀態(tài)為高電平） close(fd)。 //關(guān)閉驅(qū)動(dòng)程序 . . 打開 leds 這個(gè)驅(qū)動(dòng)后，只需要用 ioctl()函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì) IO 口狀態(tài)控制。 模擬開關(guān)驅(qū)動(dòng)主要負(fù)責(zé)讀取 cgi 程序生成的 文件中的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容改變 GPIO 口的狀態(tài)，同時(shí)將 GPIO 口的狀態(tài)反饋給網(wǎng)頁。 數(shù)據(jù)讀取： char type_tmp[8]={}。 //用于存放讀 取的組別字符信息 char ping_tmp[8]={}。 //用于存放對(duì)應(yīng)組別字符數(shù)值 int type[8]={}。 //用于存放轉(zhuǎn)化為整形后的組別信息 int ping[8]={}。 //用于存放轉(zhuǎn)化為整形后的數(shù)值信息 int i,fd。 if((fp=fopen(,r))==NULL) //用讀的方式打開 文件 exit(0)。 fread(type_tmp,1,8,fp)。 //在 fp 文件中讀取 8 個(gè) 1 個(gè)字節(jié)大小數(shù)據(jù)，保存在type_tmp 中 fread(ping_tmp,1,8,fp)。 fclose(fp)。 for(i=0。i8。i++) { type[i]=(int)*(type_tmp+i)48。 //轉(zhuǎn)換為數(shù)值 ping[i]=(int)*(ping_tmp+i)48。 } 數(shù)據(jù)讀取后重新分類保存在 type[]和 ping[]中，根據(jù)數(shù)值改變 GPIO 口狀態(tài)： for(i=0。i8。i++) { num=type[i]1。 //因?yàn)榭偣仓挥?4 個(gè) led 燈口，用 num 變量控制復(fù)用。 if(num=4) num=4。 if(ping[i]==1) //根據(jù)組別和數(shù)據(jù)控制 led 端口的狀態(tài)。 ioctl(fd, 1, num)。 else if(ping[i]==2) ioctl(fd, 0, num)。 } 端口狀態(tài)改變后，向網(wǎng)頁反饋狀態(tài)信息，同樣利用更改網(wǎng)頁源碼實(shí)現(xiàn)： if((fp=fopen(,r+))==NULL) //原理同傳感器信息采集驅(qū)動(dòng)中部分程序 exit(0)。 for(i=0。i8。i++) { switch (i) { case 0:fseek(fp,2589L,0)。break。 case 1:fseek(fp,2704L,0)。break。 case 2:fseek(fp,2819L,0)。break。 . . case 3:fseek(fp,2934L,0)。break。 case 4:fseek(fp,5220L,0)。break。 case 5:fseek(fp,5335L,0)。break。 case 6:fseek(fp,5450L,0)。break。 case 7:fseek(fp,5565L,0)。break。 } if(ping[i]==1) fprintf(fp,1)。 else if(ping[i]==2) fprintf(fp,0)。 } fclose(fp)。 不管是傳感器信息采集驅(qū)動(dòng)還是模擬開關(guān)驅(qū)動(dòng)程序，都是需要運(yùn)行在 while(1)循環(huán)中，編譯完成后在終端中同時(shí)打開運(yùn)行。網(wǎng)頁的源碼修改后需要刷新才能看到最新信息，因此在可接受范圍之內(nèi)對(duì)實(shí)時(shí)性方面做了如下處理： ① 網(wǎng)頁程序中設(shè)定網(wǎng)頁每十秒鐘自動(dòng)刷新，這樣用戶看到網(wǎng)頁上的信息至少是 10 內(nèi) 的。 ② 用戶在網(wǎng)頁頁面設(shè)定完成點(diǎn)擊提交時(shí)， cgi 程序讓頁面重新載入，提交后更改會(huì)立即被顯示出來。 以上處理能夠在將設(shè)計(jì)難度降低到自己的能力范圍之內(nèi)，又不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。 最后用交叉編譯器生成驅(qū)動(dòng)程序 —— read_type 4． WEB 嵌入式只能家居控制系統(tǒng)測(cè)試和應(yīng)用 軟件系統(tǒng)測(cè)試 1. 將編譯好的驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)頁、 cgi 程序、圖片包發(fā)送到開發(fā)板 /home/plg 2. 在嵌入式系統(tǒng)的終端運(yùn)行傳感器信息采集驅(qū)動(dòng)（ button）和模擬開關(guān)控制驅(qū)動(dòng)（ read_type）。 3. 在客戶端瀏覽器輸入開發(fā)板靜態(tài) IP： ，可以看到歡迎界面。 4. 點(diǎn)擊“進(jìn)入系統(tǒng)”進(jìn)入到簡(jiǎn)介控制界面，如圖 。 5. 查看核心板的初始狀態(tài)：電源指示燈亮，其余不亮 .。 6. 在瀏覽器中選中第一項(xiàng)“灑水”和第二項(xiàng)的“開空調(diào)”，點(diǎn)提交后，核心板 LED 端口電平發(fā)生變化，網(wǎng)頁也 做相應(yīng)的指示，如圖 和圖 所示。 . . 7. 按下開發(fā)板上的 K K K8 按鍵按鈕，手動(dòng)刷新網(wǎng)頁（或者等待網(wǎng)頁自動(dòng)刷新），網(wǎng)頁上的信息如圖 所示。 8. 松開按鍵后，狀態(tài)恢復(fù)安全狀態(tài)，與圖 一樣。 9. 網(wǎng)頁上選中“關(guān)水”“關(guān)空調(diào)”選項(xiàng)后，狀態(tài)重新恢復(fù)到圖 狀態(tài)。 瀏覽器提交的設(shè)置數(shù)據(jù)都會(huì)被保存在服務(wù)器里，因此再一次登陸后可以看到之前的設(shè)置。詳情在驅(qū)動(dòng)程序中可以看到。 圖 智能家居控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介界面 . . 圖 提交后核心板 LED燈情況（第一盞是電源燈） 圖 提交后網(wǎng)頁信息更新情況 . . 圖 按下 K K K8后網(wǎng)頁顯示的信息 5．總結(jié)與展望 伴隨著人們生活的水平的提高，家居智能化成為人們新的需求，將嵌入式 WEB遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用在智能家居方面是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)基于 WEB嵌入式智能家居控制系統(tǒng)最主要的步驟就是將嵌入式、 web服務(wù)器、家電控制三者結(jié)合。傳統(tǒng)的 PC機(jī)服務(wù)器存在諸多弊端，嵌入式系統(tǒng)的引入剛好可以解決這方面問題，自然而然的，下一步工作就是在嵌入式下建立服務(wù)器，通過 cgi程序和服務(wù)程序?qū)⒕W(wǎng)頁和家電控制結(jié)合起來 —— 這也是引導(dǎo)本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)的主要思路。本次設(shè)計(jì)雖然完成了，但僅僅算是一個(gè)模型，在這個(gè)模型基礎(chǔ)上還可以做很多改進(jìn)，如增強(qiáng)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)傳輸安全性，改善網(wǎng)頁動(dòng)態(tài)特性，脫離局域網(wǎng)使之能真正在 Inter網(wǎng)絡(luò)上登陸等，這些是智能家居必然要實(shí)現(xiàn)的過程，也是今后繼續(xù)深入的方向。 . . 參考文獻(xiàn) [1]Tiny210 用戶手冊(cè) [J].