摘 要

随着科技的进步，人们生活水平的提高，智慧宿舍控制系统迎来了快速发展的时期。智慧宿舍进一步体现了现代化技术，可以对宿舍进行网络控制，进一步方便了人们的生活，使人们的生活更加的舒适。

本文主要研究基于Linux的智慧宿舍终端的研究和设计。该设计针对的主体主要是在校学生，该设计的目的是方便学生的生活，使其更加现代化和信息化。此设计完成了基于Linux的ARM控制器、终端设备、协调器的软硬件设计。在通信手段上，本设计采用的是ZigBee通信技术；在主控制板的选择上，本设计选用的是性能比较完美的S3C2440芯片；在操作系统的选择上，本设计选用的是开源的，有利于编辑的，性能稳定的嵌入式Linux操作系统。本设计实现了进门通电、宿舍人员识别、温湿度检测、电压电流检测等功能。并对终端设备电路板的功耗，温湿度检测的准确度进行了测试。

经过测试，证明本设计是切实可行的，并且其性能也达到了我们预期的要求。本设计主要应用于宿舍，极大的方便了住校学生以及公司员工们的学习和工作生活。该设计不仅仅局限在宿舍，其下一步可以向智慧社区发展，到时候受众会更广，但同时也需要更高的要求。

关键词：ARM控制器；ZigBee；S3C2440；Linux系统；智慧宿舍

Abstract

With the advancement of technology and the improvement of people's living standards, the intelligent dormitory control system has ushered in a period of rapid development. Smart dormitory further embodies modern technology and can control the dormitory network, which further facilitates people's lives and makes people's lives more comfortable.

This article mainly studies the research and design of Linux-based smart dormitory terminals. The main target of this design is the students in the school. The purpose of this design is to facilitate students' lives and make it more modern and informatized. This design completes the hardware and software design of Linux-based ARM controller, terminal equipment, and coordinator. In terms of communication means, this design uses ZigBee communication technology; in the selection of the main control board, this design uses the S3C2440 chip with perfect performance; in the choice of operating system, this design uses open source, there are Easy to edit, stable performance embedded Linux operating system. This design implements functions such as door power-on, dormitory personnel identification, temperature and humidity detection, and voltage and current detection. The power consumption of the terminal equipment circuit board and the accuracy of temperature and humidity detection were tested.

After testing, it is proved that the design is feasible and its performance has reached our expected requirements. This design is mainly used in dormitory, which greatly facilitates the study and work life of students and company employees. The design is not only limited to the dormitory, its next step can be developed to a smart community, when the audience will be wider, but also requires higher requirements.

Key Words：ARM controller; ZigBee; S3C2440; Linux system; smart dormitory

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 课题研究的目的和意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 论文内容和结构 3

第2章 需求技术分析及整体方案设计 4

2.1 嵌入式技术 4

2.1.1 Linux操作系统 4

2.1.2 ARM处理器 5

2.2 ZigBee技术 6

2.2.1无线通信技术 6

2.2.2 ZigBee技术的工作原理 6

2.3 智慧宿舍整体设计方案 8

2.4 本章小结 9

第3章 智慧宿舍系统终端硬件设计 10

3.1控制板的硬件电路设计 10

3.1.1 电源及其复位电路 10

3.1.2 串口通信电路 11

3.1.3 JTAG接口电路 13

3.1.4 存储器电路 13

3.1.5 LCD接口电路 14

3.1.6 网络接口电路 15

3.2 终端设备电路设计 16

3.2.1 核心板电路设计 16

3.2.2 终端设备底板硬件电路设计 16

3.3 本章小结 17

第4章 智慧宿舍系统终端软件设计 18

4.1构建嵌入式Linux系统平台 18

4.1.2 交叉编译工具的安装 18

4.1.3 U-Boot移植 19

4.1.4 Linux系统移植 21

4.1.5 构建Linux根文件系统 21

4.2 本章小结 22

第5章 系统测试与分析 23

5.1 终端设备电路板的功耗测试 23

5.2 温湿度传感器数据采集 24

5.3 本章小结 25

第6章 总结与展望 26

6.1 本文小结 26

6.2 工作展望 26

参考文献 27

致谢 29

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

智慧家居这个概念最开始是美国提出来的，时间大约是在1970年左右。后来这一概念从美国流传出来，很多国家都开始接触和接受这一概念，特别是英国，德国和日本等一些经济和科技都相对发达的国家，并且智慧家居在这些国家发展的还很好。我们中国接触并大力推广这一概念大约在1990年左右，虽然我们起步晚，但是我们发展的相当快，逐渐追上这些发达国家，到目前为止已经有相当数量的小区以及住宅已经实现智能化。

智慧家居到底是什么？事实上它是一种现代化，信息化的居住环境。智慧家居的设计中涉及到很多的现代化技术和理论。比如网络技术，自动控制技术，通信技术，语音设别技术等多种技术。它的主要功能是帮助人们更加快捷有效地管理家里的各种电子产品，除此之外，它还具备检测功能。检测家庭的温湿度，检测家庭的烟雾浓度，如果烟雾浓度过高的化还会报警，并发出信号。与普通家居比起来它更像一个贴心的生活助手，进一步来提高住户的满意度以及生活的质量。那么它是如何实现这些功能的呢？它通过网络把家里的各种用电器联系起来，在一个操作系统上集中管理，根据情况的不同，给用电器发送不同的命令。

经过多年的发展，该技术已经初步成型，很多国家都提出了可行的具体实现方案。其中新加坡就较早的提出了可行方案，其包括家电智能控制，水电检测，环境温湿度检测，烟雾报警，对讲识别等功能。现在该技术又进一步发展了，系统更加的复杂，功能更加多样，比如：语言识别，网上购物紧急求助等新的功能就是依据当今社会的快速发展，人民日渐增长的需求来进行设计开发的。