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【摘 要】提出并实现了一整套信息家电智能控制系统的设计方案， 采用PDA作为信息家电总控制器， 实现了多种功能， 具有简单、实用、成本低等特点， 最后， 给出了PDA控制器软件的总体结构及软件流程图。
【关键词】PDA；信息家电；PDA控制器软件
进入信息时代，人们更多的依赖移动信息设备，所以，更轻便、占用空间更小、更易于使用的家电设备逐渐增多。信息家电控制系统即是应时而生的一种新型控制系统。它应用新技术将多种家电智能的联系起来，为用户提供便捷舒适的完美体验。
1.数据传输的途径
家庭内部联网方式现有X-10、CEBUS、HomeRF、Bluetooth、IEEE1394、IEEE802.11、USB、HomePNA、红外和以太网等多种方案，采用的传输介质有电力线、电缆、双绞线、电话线、塑料光纤和无线等方式。总分为有线和无线传输两类。
有线传输方式主要有电力线、电话线、以太网及IEEE1394方案等多种。与有线技术比无线技术是近期兴起的，具有使用灵活，安装方便，扩充性好等优点。但对技术要求高，成本较贵，性能、稳定和可靠性存在问题。但随着技术的进步，它是未来发展的方向。有线方案推出二十多年，市场响应很冷淡。不足处是不够灵活，设备不可移动，安装不便，可扩充性差。目前无线联网的解决方案主要有IEEE802.11、Home RF、红外和蓝牙。IEEE802.11分为IEEE802.11a和IEEE802.11b。其缺点是不支持同步传输，不适用家庭网络。Home RF的最大缺点是支持平台少，抗干扰性弱，没有发展前景。可见，蓝牙无疑是最具有发展前景的，但目前蓝牙技术未完全成熟，且设备较为昂贵[1][2]。
基于以上情况，本项目采用了无线射频的方式。
2.控制系统的总体结构
信息家电智能控制系统由一个信息家电总控制器，IP插座和家庭网关等部分组成。
家庭网关是联系外部网络与家庭内部网络的桥梁，是网络系统部分；信息家电总控制器对家电设备进行查看和控制，是控制系统部分，由一个PDA来实现主体；IP插座是使一般家电成为网络化家电的执行系统部分，有操作功能，由单片机及其外围电路来实现主体。
家庭网关采用Rabbit 2000微处理器，实现TCP/IP应用，并附带各类扩展功能[3]。
信息家电总控制器的主体采用Lucidity公司的LS－506型PDA，嵌入式操作系统采用互慧科技股份有限公司的Penbex OS掌天操作系统，其特点是提供开放式的系统架构，有完整应用程序介面、模拟器和交叉编译器。可在Visual C++6.0下的编译环境进行应用软件开发。
IP插座嵌入在连接家电的电源插座盒内，使普通家电通过它连入整个HA （Home Automation）平台中，使用单片机控制可控硅对电源进通断控制，对不同的电器还有不同的扩展功能。
其基本功能及扩展功能：
1.电源通断控制—通过单片机控制可控硅，来切断或接通供电电源；2.状态检查—检查现在的电源状态；3.照明—灯光亮度调节，定时开关；4.遥控—遥控器功能的复制。PDA取代遥控器。
本项目采用的是无线射频的数据传输方式，所以要在PDA，IP插座内嵌入无线收发模块，来实现项目的需要。这里选用了nRF401无线通信模块，是挪威Nordic公司最新推出的数传频段433MHz单片无线收发一体芯片。PDA的232串口经过232—TTL电平转换后，与nRF401相连接。经PDA接收的数据通过处理，再传送到nRF401，最后经nRF401发射出去。IP插座的连接方法与其类似，nRF401直接接到IP插座内的单片机串口上。PDA发出的数据，先由IP插座内的nRF401接收，然后再传送到IP插座内进行处理，最后传送给家用电器。
3.总控制器软件的设计与实现
互慧公司在Penbex OS的基础上推出了Windows环境下的SDK， 在Penbex OS上开发应用程序，在模拟器环境中完成了开发和调试的基础上，还要在计算机上运用跨平台编译器将源文件编译成.pbx文件，并通过串口线将计算机上的.pbx文件传到PDA上执行该程序。
总控制器软件的总体结构分为如下部分：
（1）PDA控制器软件界面程序。作为进行数据接收与发送的载体是整个控制器软件的基础。对于每一种家用电器，都有一种相应的控制界面。
（2）信息家电控制系统数据传输协议。作为一个小型的数据传输系统不需要TCP/IP之类的超重量级协议。本项目设计的传输协议，不仅满足了信息家电系统对数据传输的诸多要求，还足够小。
（3）串口通信程序。处理由信息家电控制界面发来的数据，并将数据传送到无线通信模块，然后将数据以无线的形式发送出去。
（4）CRC校驗程序。本文采用循环冗余校验来保证发送和接收的数据的精准度。
（5）数据有效性验证程序。主要功能有两个方面，一是对用户输入的数据的有效性进行验证，另二是对接收的数据的有效性进行验证。
整个信息家电控制器软件程序是基于消息驱动的模式下编写的，共分两个部分，一个部分是对用户输入的数据的处理程序，另一个部分是对PDA接收的从IP插座发来的数据的处理程序。
程序开始数据由用户通过PDA控制器软件界面程序输入通过数据有效性验证程序验证数据是否在有效的范围内等待用户输入数据显示数据错误信息提示数据经信息家电控制系统数据传输协议打包、封装处理数据经CRC校验程序，得出CRC校验位，附在待传数据的尾部数据经串口通信程序，并进行相应的处理串口通信程序将数据送到nRF401，nRF401将数据发射出去。
4.结束语
①整个系统是采用了在家庭内部组成一个无线的局域网的形式，其主要组成部分有家庭网关，IP插座，PDA控制器。对于家庭内部的无线局域网，采用了RF，也即无线射频的形式。通过一个嵌入式Web服务器来和外部Internet联系，实现了TCP／IP应用，并附带各类扩展功能，又可使普通的家电成为网络化的家电。本方案实现了用户灵活地、方便地控制家电的功能。
②整个PDA控制器软件系统是基于消息驱动的模式基础上设计实现的，主要实现了以下功能：（1）通过PDA控制器软件界面程序，用户可以与PDA控制器交互；（2）在自行设计的协议运行下，数据可以有效地传输；（3）通过CRC校验，能保证数据传输的正确性、精确性；（4）能保证发送、接收的数据在有效的范围内。
整个研究开发过程中，尽管设计开发了整个信息家电智能控制系统，并将其用于整个项目的调试过程中，解决了某些问题，并达到了一定的效果。但产品化也还有待于继续的开发。
【关键词】PDA；信息家电；PDA控制器软件
进入信息时代，人们更多的依赖移动信息设备，所以，更轻便、占用空间更小、更易于使用的家电设备逐渐增多。信息家电控制系统即是应时而生的一种新型控制系统。它应用新技术将多种家电智能的联系起来，为用户提供便捷舒适的完美体验。
1.数据传输的途径
家庭内部联网方式现有X-10、CEBUS、HomeRF、Bluetooth、IEEE1394、IEEE802.11、USB、HomePNA、红外和以太网等多种方案，采用的传输介质有电力线、电缆、双绞线、电话线、塑料光纤和无线等方式。总分为有线和无线传输两类。
有线传输方式主要有电力线、电话线、以太网及IEEE1394方案等多种。与有线技术比无线技术是近期兴起的，具有使用灵活，安装方便，扩充性好等优点。但对技术要求高，成本较贵，性能、稳定和可靠性存在问题。但随着技术的进步，它是未来发展的方向。有线方案推出二十多年，市场响应很冷淡。不足处是不够灵活，设备不可移动，安装不便，可扩充性差。目前无线联网的解决方案主要有IEEE802.11、Home RF、红外和蓝牙。IEEE802.11分为IEEE802.11a和IEEE802.11b。其缺点是不支持同步传输，不适用家庭网络。Home RF的最大缺点是支持平台少，抗干扰性弱，没有发展前景。可见，蓝牙无疑是最具有发展前景的，但目前蓝牙技术未完全成熟，且设备较为昂贵[1][2]。
基于以上情况，本项目采用了无线射频的方式。
2.控制系统的总体结构
信息家电智能控制系统由一个信息家电总控制器，IP插座和家庭网关等部分组成。
家庭网关是联系外部网络与家庭内部网络的桥梁，是网络系统部分；信息家电总控制器对家电设备进行查看和控制，是控制系统部分，由一个PDA来实现主体；IP插座是使一般家电成为网络化家电的执行系统部分，有操作功能，由单片机及其外围电路来实现主体。
家庭网关采用Rabbit 2000微处理器，实现TCP/IP应用，并附带各类扩展功能[3]。
信息家电总控制器的主体采用Lucidity公司的LS－506型PDA，嵌入式操作系统采用互慧科技股份有限公司的Penbex OS掌天操作系统，其特点是提供开放式的系统架构，有完整应用程序介面、模拟器和交叉编译器。可在Visual C++6.0下的编译环境进行应用软件开发。
IP插座嵌入在连接家电的电源插座盒内，使普通家电通过它连入整个HA （Home Automation）平台中，使用单片机控制可控硅对电源进通断控制，对不同的电器还有不同的扩展功能。
其基本功能及扩展功能：
1.电源通断控制—通过单片机控制可控硅，来切断或接通供电电源；2.状态检查—检查现在的电源状态；3.照明—灯光亮度调节，定时开关；4.遥控—遥控器功能的复制。PDA取代遥控器。
本项目采用的是无线射频的数据传输方式，所以要在PDA，IP插座内嵌入无线收发模块，来实现项目的需要。这里选用了nRF401无线通信模块，是挪威Nordic公司最新推出的数传频段433MHz单片无线收发一体芯片。PDA的232串口经过232—TTL电平转换后，与nRF401相连接。经PDA接收的数据通过处理，再传送到nRF401，最后经nRF401发射出去。IP插座的连接方法与其类似，nRF401直接接到IP插座内的单片机串口上。PDA发出的数据，先由IP插座内的nRF401接收，然后再传送到IP插座内进行处理，最后传送给家用电器。
3.总控制器软件的设计与实现
互慧公司在Penbex OS的基础上推出了Windows环境下的SDK， 在Penbex OS上开发应用程序，在模拟器环境中完成了开发和调试的基础上，还要在计算机上运用跨平台编译器将源文件编译成.pbx文件，并通过串口线将计算机上的.pbx文件传到PDA上执行该程序。
总控制器软件的总体结构分为如下部分：
（1）PDA控制器软件界面程序。作为进行数据接收与发送的载体是整个控制器软件的基础。对于每一种家用电器，都有一种相应的控制界面。
（2）信息家电控制系统数据传输协议。作为一个小型的数据传输系统不需要TCP/IP之类的超重量级协议。本项目设计的传输协议，不仅满足了信息家电系统对数据传输的诸多要求，还足够小。
（3）串口通信程序。处理由信息家电控制界面发来的数据，并将数据传送到无线通信模块，然后将数据以无线的形式发送出去。
（4）CRC校驗程序。本文采用循环冗余校验来保证发送和接收的数据的精准度。
（5）数据有效性验证程序。主要功能有两个方面，一是对用户输入的数据的有效性进行验证，另二是对接收的数据的有效性进行验证。
整个信息家电控制器软件程序是基于消息驱动的模式下编写的，共分两个部分，一个部分是对用户输入的数据的处理程序，另一个部分是对PDA接收的从IP插座发来的数据的处理程序。
程序开始数据由用户通过PDA控制器软件界面程序输入通过数据有效性验证程序验证数据是否在有效的范围内等待用户输入数据显示数据错误信息提示数据经信息家电控制系统数据传输协议打包、封装处理数据经CRC校验程序，得出CRC校验位，附在待传数据的尾部数据经串口通信程序，并进行相应的处理串口通信程序将数据送到nRF401，nRF401将数据发射出去。
4.结束语
①整个系统是采用了在家庭内部组成一个无线的局域网的形式，其主要组成部分有家庭网关，IP插座，PDA控制器。对于家庭内部的无线局域网，采用了RF，也即无线射频的形式。通过一个嵌入式Web服务器来和外部Internet联系，实现了TCP／IP应用，并附带各类扩展功能，又可使普通的家电成为网络化的家电。本方案实现了用户灵活地、方便地控制家电的功能。
②整个PDA控制器软件系统是基于消息驱动的模式基础上设计实现的，主要实现了以下功能：（1）通过PDA控制器软件界面程序，用户可以与PDA控制器交互；（2）在自行设计的协议运行下，数据可以有效地传输；（3）通过CRC校验，能保证数据传输的正确性、精确性；（4）能保证发送、接收的数据在有效的范围内。
整个研究开发过程中，尽管设计开发了整个信息家电智能控制系统，并将其用于整个项目的调试过程中，解决了某些问题，并达到了一定的效果。但产品化也还有待于继续的开发。