Cómo implementar el acceso a sockets inteligentes en el sistema operativo Linux
El hogar inteligente es un tema novedoso en la sociedad actual y un aspecto del desarrollo de la tecnología electrónica. Es la aplicación completa de la tecnología electrónica en la vida. Sin embargo, hasta ahora, los hogares inteligentes solo han logrado comunidades inteligentes porque el costo de implementar hogares inteligentes es relativamente alto. El hogar inteligente también es una rama del Internet de las cosas. Los hogares relacionados en el hogar están conectados a la red a través de una plataforma de control, y bajo la condición de Internet, la situación en el hogar se puede ver y controlar en cualquier momento.
El auge del Internet de las Cosas proporciona las condiciones para los hogares inteligentes. Cómo simplificar los equipos terminales de IoT y finalmente desarrollar una plataforma de IoT para hogares inteligentes económica y práctica que admita aplicaciones de múltiples terminales es una tarea muy significativa y valiosa. Este sistema está basado en el sistema operativo Linux y desarrolla un sistema de control del hogar inteligente que integra redes móviles inalámbricas y equipos de identificación por radiofrecuencia. El sistema cuenta con funciones como lectura inteligente de contadores, arranque remoto de aparatos eléctricos, identificación por radiofrecuencia y control remoto.
1 Descripción general del sistema
Este sistema utiliza el chip S3C2410 como chip de control principal y la interfaz de operación es una pantalla táctil TFT de 3,2 pulgadas. Después de encender la alimentación, la pantalla mostrará los dispositivos en toda la red del sistema doméstico. Cada dispositivo corresponde a un ícono, incluido el control de luz, ventilador, refrigerador, aire acondicionado, temperatura, olla arrocera, humo, recolección de flujo de aire, etc. . Haga clic en el icono para ingresar a la barra de información detallada correspondiente al dispositivo. Al ingresar a la interfaz de control de iluminación, puede verificar fácilmente las condiciones de iluminación de cada habitación de su hogar y también puede controlar de forma remota el interruptor de luz de cada habitación a través de mensajes de texto que pueden enviarse fácilmente al departamento de recolección correspondiente; en la oficina, se puede enviar un mensaje de texto. Puede encender la olla arrocera. El chip transceptor de radiofrecuencia inalámbrico nRF2401 de 2,4 GHz se selecciona entre el equipo doméstico y la plataforma de control principal, a través del cual se puede lograr la comunicación inalámbrica entre el equipo doméstico y la plataforma de control principal. La comunicación entre la plataforma de control principal y la red externa utiliza el módulo inalámbrico terminal ATK-SIM900A GSM/GPRS. El sensor de humo utiliza el sensor MQ-2 para recopilar las condiciones del humo interior.
La plataforma de desarrollo del sistema integrado ARM2410 es el centro de monitoreo y gestión de todo el sistema doméstico inteligente. Integra principalmente módulos de comunicación inalámbrica, módulos RFID, módulos de detección de infrarrojos y pantallas táctiles. Por un lado, la plataforma de control maestro puede recibir instrucciones externas (como mensajes de texto de teléfonos móviles) a través del módulo inalámbrico y controlar el equipo doméstico correspondiente para que funcione de acuerdo con las instrucciones a través de RFID, como encender la olla arrocera, aire acondicionador o lavadora. Por otro lado, la información operativa de cada dispositivo doméstico (como la lectura del medidor, etc.) también se puede recibir y recopilar a través del módulo de radiofrecuencia. Después del procesamiento, los datos se envían a la plataforma de desarrollo del sistema ARM2410 integrada. clasifica y procesa los datos, y luego selecciona Los datos útiles se envían al servidor de la empresa correspondiente (como oficina de suministro de energía, planta de agua, etc.) para realizar la lectura automática del medidor.
Cada dispositivo doméstico en el sistema de control del hogar inteligente necesita instalar un módulo RFID, que puede lograr una comunicación inalámbrica de corto alcance con la plataforma de desarrollo del sistema integrada ARM2410.
Módulo RFID 2
nRF2401 es un dispositivo transceptor de radiofrecuencia de un solo chip que funciona en la banda de frecuencia ISM mundial de 2,4 ~ 2,5 GHz. El módulo de identificación por radiofrecuencia puede realizar una comunicación entre varias máquinas. La comunicación entre varias máquinas adopta el acceso múltiple por división de frecuencia y solo necesita configurar las direcciones de diferentes canales en el extremo receptor. El transmisor utiliza la dirección correspondiente como dirección local. Al recibir datos, puede saber qué canal está recibiendo datos leyendo los bits relevantes en ESTADO. El módulo RFID incluye: generador de frecuencia, controlador de modo SchockBurstTM mejorado, amplificador de potencia, oscilador de cristal, modulador y demodulador. La selección y el protocolo del canal de potencia de salida se pueden configurar a través de la interfaz SPI correspondiente.
El módulo RFID consume tan solo 9,0 mA cuando funciona a una potencia de transmisión de -6 dBm en modo de transmisión, 12,3 mA en modo de recepción y un consumo de corriente aún menor en los modos de apagado y espera.
En modo de recepción, el nRF2401 puede recibir datos de seis canales diferentes. En la figura se muestra la estructura de nRF2401 en una red en estrella. Cada canal de datos usa una dirección diferente, pero se usa el mismo canal, lo que significa que 6 nRF2401 diferentes configurados para el modo de transmisión pueden comunicarse con el mismo nRF2401 configurado para el modo de recepción, y el nRF2401 configurado para el modo de recepción. Estos 6 transmisores se pueden identificar. Al mismo tiempo, se buscan todos los canales de datos, pero sólo se pueden recibir datos.
Al recibir datos de un canal de datos, nRF2401 registra la dirección después de confirmar los datos recibidos y envía una señal de respuesta con esta dirección como dirección de destino. El canal de datos 0 sirve como transmisor para recibir la señal de respuesta, por lo que la dirección de recepción del canal de datos 0 debe ser igual a la dirección del transmisor para garantizar que se reciba la señal de respuesta correcta.
3 Detección de humo
La detección de humo utiliza el módulo sensor MQ-2. Este módulo puede detectar una variedad de gases. Cuando la concentración de gas excede el valor establecido en el programa, el módulo. detecta y genera señales en los pines correspondientes para que el microcontrolador las lea. El módulo tiene los siguientes parámetros:
1. Puede usarse como dispositivo de monitoreo de fugas de gas en hogares y fábricas, adecuado para la detección de gas licuado de petróleo, butano, propano, metano, alcohol, humo, etc. ;
2. La sensibilidad es ajustable;
3. El voltaje de funcionamiento es de 5 V, la fuente de alimentación debe precalentarse durante al menos 2 minutos. caliente.
4. Forma de salida: a) Salida de voltaje analógica b) Salida de conmutación digital (0 y 1)
5. El chip adopta el chip microcontrolador de la serie 8051, y el microcontrolador se comunica con el sensor. La comunicación puede recopilar fácilmente el flujo instantáneo y el flujo acumulativo, registrar el flujo máximo y mínimo desde que se enciende la alimentación, tiene una función de indicación fuera de rango y también puede utilizarse como indicador de flujo. Valor mínimo, con función de indicación de exceso de rango, el programa simula la interfaz SPI para implementar la comunicación con NRF2401.
4 Trasplante de Linux y desarrollo de aplicaciones Qt
Este sistema trasplanta el sistema operativo Linux en la placa de desarrollo Friednly2410 y realiza inteligencia doméstica simple en esta plataforma de sistema operativo integrado Desarrollo de plataforma de control. Los pasos para la migración de Linux y el desarrollo de aplicaciones Qt se muestran en la figura.
El primero es configurar el software de entorno requerido para la placa de desarrollo. Al establecer el entorno de la placa de desarrollo, se debe tener en cuenta que para las máquinas sin un puerto serie, primero se debe instalar el controlador del puerto serie USB y, durante la instalación, asegúrese de configurar la velocidad en baudios de la computadora y el puerto serie integrado en ser consistente. Si no se configura correctamente, habrá problemas con la comunicación en serie. Además, también necesita instalar herramientas de depuración del puerto serie y herramientas de grabación y descarga de programas.
El siguiente paso es construir un entorno de compilación cruzada de Linux. Generalmente, las computadoras usan el sistema operativo Windows. Para desarrollar un sistema operativo integrado Linux, es necesario instalar una máquina virtual (como VMware, etc.), un sistema operativo relacionado basado en el kernel de Linux (como Fedora) y un. compilador cruzado. Una máquina virtual se utiliza para alojar y configurar un sistema operativo Linux que se ejecuta en una máquina Windows, como una unidad óptica virtual. Compilador cruzado, utilizado para compilar y generar varios archivos de imágenes durante el desarrollo del sistema. Los amigos en Shenzhen, Guangzhou y Zhengzhou que quieran aprender sistemas integrados de manera sistemática pueden comunicarse con el Sr. Fu al QQ1841388306
y luego ingresar al proceso de trasplante. La secuencia general de trasplante es: compilar Uboot → compilar kernel → compilar sistema de archivos.
Finalmente está el desarrollo de aplicaciones Qt. El sistema está desarrollado en base a una interfaz gráfica.
El desarrollo del programa Qt requiere establecer la plataforma de desarrollo Qtopia, luego ingresar al directorio de compilación, ejecutar el script de compilación, salir sin errores y luego compilar la aplicación. Para compilar una aplicación, simplemente vaya al directorio de cada programa y ejecute el comando make. Luego, copie el archivo ejecutable del programa compilado en el directorio de imágenes del sistema de archivos y, finalmente, grabe el archivo .bin compilado en la placa de desarrollo.