文关键词：智家居 嵌入式系统 Windows CE Visual C++ Delphi
文摘：文讨基Windows CEnet 50嵌入式操作系统Intel XScale270CPUARM10嵌入式实验箱硬件根底Visual Studio 2005Delphi软件开发台智家居系统设计实现通详细系统设计程开发相应软件程序包括嵌入式操作系统Windows CE 50定制应程序界面设计程序开发单片机系统底层编程设计融合嵌入式系统通讯单片机软件开发等学科知识系统测试结果说明该系统设计根满足求定功扩展空间
1 绪
目前科学技术开展迅速助飞速开展网络信息技术足出户览全球适应信息化需求科研机构智化理念引入区理进步引入家庭产生智家居概念 通信太网通信技术引入智家居设计恰利现良通信条件外业时解家中安提高业安感通 实时控制家电提高业生活舒适度
文提出基嵌入式系统ARM10智控制台设计功包括短信控制家电传感器探测非正常环境通 短信告知业太网实时视频监控等功
2 系统设计方案
21 硬件总体设计框图
根文功需设计出ARM10控制核心单片机控制家电控制模块传感器报警模块包含GSM通信模块智家居系统硬件结构框图图21示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图21 硬件设计框图
22 控制核心选择
智家居控制系统采图22示XSBase270作开发台该台基Intel®高性PXA270处理器支持Windows CELinux等嵌入式操作系统针教学实验功实验台
PXA270处理器高频达520MHz该处理器参加Wireless MXX技术提高媒体处理力参加Intel SpeedStep动态电源理技术保证CPU性前提限度降低设备功耗[1]
XSBase270配置32M FLASH ROM64M SDRAM配备触摸屏太网USB串口CFMMCPCMCIA等接口满足智家居系统控制中心硬件求
图22 XSBase270实验箱展开图
23家电控制板
家电控制板采AT89C51控制核心扩展板元件布局图23示四盏LED分模拟四种家电三钮模拟三种传感器中四盏LED分连接单片机P10P11P12P13三钮分连接P20P21P22
图23 家电控制模块
231 串行端口电路
家电控制板采串口XSBase270实验箱进行通信采典兼容RS232标准MAX232芯片作串口电转换芯片电路连接图24示：
图24 家电控制板串行接口电路
图示家电扩展板采常DB9头作串口接口针脚定义图图25示：
图25 RS232 DB9头针脚定义图
中2脚RxD接收引脚3脚TxD发送引脚GND信号引脚般情况普通串口接引脚特殊串口蓝牙串口接述三脚外接DSR引脚CTS引脚蓝牙串口数流输出采两脚信号控制引脚MODEM相关智家居系统中家电控制板接普通串口GSM模块接蓝牙串口
RS232信号相信号言正负电间摆动发送数时发送端输出正电+5V+15V间负电5V15V间数传输时线TTL电接收器典型工作电+3V~+12V3V~12V发送电接收电差仅2~3V左右模抑制力差加双绞线分布电容信号传输距离15m高速率20kbs[2]
MAX232包含2驱动器2接收器电压发生器电路提供TIAEIA232F电该器件符合TIAEIA232F标准接收器TIAEIA232F电转换成5V TTLCMOS电发送器TTLCMOS电转换成TIAEIA232F电
图26 MAX232引脚图
232 家电控制电路
图27 模拟家电控制电路
家电器控制接口电路图27 示K1～K4 继电器分控制四路家电闭合断开Q1～Q4 继电器线圈电流驱动电路单片机P1口进行控制DD1～DD4 发光二极显示某路控制电路工作情况调试电路设置
233 传感器接口电路
图28 传感器接口电路图
烟雾煤气泄漏红外等传感器报警信号通光电耦合接入单片机P2 口图28 示传感器没报警信号时光电耦合芯片处截止状态相接单片机端口低电传感器报警传感器输出高电时光电耦合芯片导通相接单片机端口高电单片机报警信号进行采集做出相应处理
24 GSM通信模块
GSM通信局部采图
29示西门子MC35 GSMGPRS线模块作通信工具支持EGSM900GSM1800双频支持数字语音短消息 AT指令控制发送短消息采9V直流电源供电通RS232串行端口XSBase270试验箱连接进行通信
图29 西门子MC35
25 视频监控模块
视频采集模块采中星微〔Vimicro〕公司ZC0301P芯片摄头 ZC0301P芯片支持USB 11接口硬件高支持VGA分辨率〔640×480〕VGA模式达15帧秒速率CIF〔352×288〕 SIF〔320×240〕模式达30帧秒速率通USB接口连接XSBase270试验箱
图210 301P摄头
26总体软件设计方案
根智家居硬件设计方案设计出软件总体设计方案图211示：
图211 软件设计框图
中
〔1〕家电控制系统GSM网络通信独占RS232串口家电控制系统接XSBase270红外串口GSM模块接蓝牙串口图212示
〔2〕实时视频监控通USB摄头捕捉图图数通太网发送PC客户端进行图复原
〔3〕太网通信基TCPIP协议测试环境局域网假设投入特网应需效劳端客户端局域网连接特网网关——路器进行端口映射进行网络连接
图212 红外串口蓝牙串口
智家居系统软件基Windows CE 50嵌入式操作系统Windows CE设计成种分层结构分硬件层OEM层操作系统层应层四层[3]种层次结构硬件软件操作系统应软件隔离开便实现系统移植智家居软件设计集中应层
3 操作系统定制
Windows CE 50嵌入式操作系统定制Platform Builder50完成Platform Builder微软公司设计嵌入式操作台定制驱动程序开发工具推出目户更嵌入式操作系统移植特定目标台
31 BSP安装
Windows CE 50实验箱运行起必须安装XSBase270板级支持包〔BSP〕板级支持包介板操作系统中驱动程序间层般认属操作系统局部操作系统支持层驱动程序提供访问硬件设备存放器函数包
PC安装Windows CEnet50Platform Builder50翻开实验箱附带光盘中BSP文件夹运行XSBase270_V010106msi文件安装XSBase270BSP图31示
图31 BSP安装程序文件
安装BSP进入Platform Builder50中定制基EMDOOR SYSTEMS XSBASE270ARMV4I〞特网应类型系统镜设计[4]图32示
图32 定制系统时选择BSP种类
32 添加台特征配置台
系统定制够满足根应保证某设备支持设计台中添加必特征
〔1〕添加USB Active Sync（File Sync）组件添加组件PCUSB接口Windows CE进行文件步应软件调试程中必须条件
（Catalog>Core OS>Windows CE devices>ApplicationsEnd User>ActiveSync>File Sync）
〔2〕添加Chinese[Simplified] Font安装中文简体字体正常显示中文
（Catalog>Core OS>Windows CE devices>International>Locale Specific Support>Chinese[Simpified]>Fonts）
〔3〕添加文件系统支持
（Catalog > Core OS > Windows CE devices > File Systems and Data Store > Storage Manager > FAT File System）
〔4〕添加分区理
（Catalog > Core OS > Windows CE devices > File Systems and Data Store > Storage Manager >Partition Driver）
〔5〕添加控制面板中存储器理组件
（Catalog > Core OS > Windows CE devices > File Systems and Data Store > Storage Manager > Storage Manager Control Panel Applet）
〔6〕添加基软件输入系统〔软键盘等〕
（ Catalog > Core OS > Windows CE devices > Shell and User Interface > User Interface > Software Input Panel > Softwarebased Input Panel （SIP） （Choose 1 or more） > SIP for Large Screens）
〔7〕添加台理器〔Platform Manager〕
（Catalog > Platform Manager > Platform Manager）
〔8〕添加Usb ActiveSync（USB Function）
（Catalog > Third Party > BSPs > Emdoor Systems XSBase270 ARMV4I > Device Drivers > USB Function>USB Function Bus Drivers >PXA27x USB Function）
完成特性添加设置台属性Platform〞菜单单击Setting〞Configuration拉菜单中选择Emdoor Systems XSBase270ARMV4I Release〞项选择Locale选项卡进行系统理位置环境语言支持设置Locales列表中
端中文〔中国〕〞项勾Default Language拉菜单里选择中文〔中国〕〞系统默认语言图33示
图33 选择操作系统默认语言
Build Option列表中选择Enable Eboot Space in Memory（IMGEBOOT1）Write Runtime Image to Flash Memory（IMGFLASH1）两项图34示
图34 程序组建选项设置
单击Build OS〞菜单Sysgen〞开始组建操作系统图35示
图35 生成操作系统镜
33 红外串口蓝牙串口翻开
测试默认配置生成系统镜翻开位XSBase270模块板全功调试串口位接口扩展板红外串口蓝牙串口没翻开够家电控制板GSM模块连接实现完整智家居系统功必须翻开
〔1〕查找中断号
中断号定义试验箱提供板级支持包中配置
翻开C＼WINCE500＼Platform＼XSBase270＼Src＼inc＼bsp_cfgh文件调试串口通信串口中断号定义图36示
图36 BSP中串口中断定义
调试串口BFUART中断号28转化16进制0x1c通信串口SFUART中断号27转换16进制0x1b
〔2〕修改注册表
翻开文件夹中F＼platform＼270＼〞新建操作系统台时存储磁盘位置
F＼Platform＼270＼RelDir＼XSBase270_ARMV4I_Release＼
翻开platformreg注册表文件文件中包含硬件初始化代码
IF BSP_NOSERIAL〞END BSP_NOSERIAL〞两句代码间蓝牙串口注册表初始化代码面需添加初始化红外串口代码：
Open the IR Serial Port
[HKEY_LOCAL_MACHINE＼Drivers＼BuiltIn＼SerialIR]
Irqdword14 20 IRQ_STUART
SysIntrdword1b 27 SYSINTR_SFUART
MemBasedword40700000 STUART Register
MemLendword40
DeviceArrayIndexdword82 STUART object
PrefixCOM
Indexdword3
Orderdword1
IClass{CC5195ACBA4948a0BE17DF6D1B0173DD}
Dllms2_serialdll
[HKEY_LOCAL_MACHINE＼Drivers＼BuiltIn＼SerialIR＼Unimodem]
TspUnimodemdll
DeviceTypedword0
FriendlyNameIRSerial Cable on COM3
DevConfighex 1000 0000 05000000 10010000 004B0000 0000 08 00 00 00000000
修改注册表代码保存platformreg文件翻开刚刚建立操作系统设计工程选择Build OS菜单Make RunTime Image命令生成新核文件NKbin
34 操作系统生成载
定制组建Windows CE会生成BootLoader——EBOOTnb0文件NK核——nkbin烧写进入XSBase270实验箱
4 应软件设计
41 应程序编写环境
开发环境：Microsoft Visual Studio 2005
开发语言：Microsoft Visual C++ 2005
软件开发包：XSBase270 SDK
智家居系统应程序采Visual Studio 2005进行开发Visual Studio微软公司开发Windows台应程序开发环境Visual Studio创立Windows Windows应程序网络应程序创立网络效劳智设备应程序Office插件[5]Visual Studio 2005面net框架〔20版〕时开发跨台应程序
图41 Visual Studio 2005
42 智家居机接口设计
翻开Visual Studio 2005创立基MFC Smart Device ApplicationVC++程序图42示：
图42 新建智家居应程序
选择台步骤时选择XSBase270台删默认Pocket PC 2003台图43示
图43 选择软件开发包支持
单击Next〞钮进入选择应程序类型资源语言——程序界面采语言画面图44示选择Dialog based〞〔基话框〕类型资源语言选择中文〔中国〕〞工程保存默认选项
图44 选择应程序种类
保持默认设置直完成新建工程导进入IDE环境集成环境窗口分布图45示：
图45 Visual Studio 2005集成环境
话框设计成图46示：
图46 智家居操作界面设计
表41 智家居应软件界面控件配置
控件类型
控件名称
功
钮控件
初始化GSM
初始化GSM模块
开始摄
翻开摄头开始视频捕捉
停止摄
停止摄头视频捕捉
开始监听
翻开ARM9000号端口翻开网络通信
停止监听
关闭端口停止TCP通信
冰箱
翻开家中冰箱设备
灯光
翻开家中灯光设备
微波炉
翻开家中微波炉设备
空调
翻开家中空调设备
关
查软件作者版权声明信息
退出程序
关闭未关闭线程退出程序
列表控件
消息窗口
显示户发回短信记录
图片控件
煤气
煤气传感器报警信号报警时红色常态时绿色
烟雾
烟雾传感器报警信号报警时红色常态时绿色
红外
红外传感器报警信号报警时红色常态时绿色
编辑框
信息框
实时显示系统运行情况
43串口通信功设计
431 串口通信协议
串口通信协议采CCESeries类实现通类成员函数调完成串口初始化读写操作等串口情况关闭串口
432 软件实现
Visual Studio解决方案视图里添加类CCESeries图47示CCESeries类成员函数表42示
图47 VS2005中建立CCESeries类
表42 串口操作类CCESeries成员函数
函数作
函数名称
翻开串口
BOOL OpenPort（HWND pPortOwner UINT portNo 1 UINT baud 9600UINT parity NOPARITY UINT databits 8UINT stopbits 0 ）
关闭串口
Void ClosePort（）
设置串口超时
BOOL SetSeriesTimeouts（COMMTIMEOUTS CommTimeOuts）
读串口线程
Static DWORD WINAPI ReadThreadFunc（LPVOID lparam）
写串口
BOOL WritePort（LPCTSTR lpString）
BOOL WritePort（char *bufint nSize）
BOOL WritePort（char *buf）
关闭读线程
Void CloseReadThread（）
表43 串口操作类CCESeries成员变量
变量类型
变量名称
作
HANDLE
m_hComm
已翻开串口句柄
HWND
m_hWnd
串口类属窗口句柄
HANDLE
m_hReadThread
读串口线程句柄
HANDLE
m_hWriteThread
写串口线程句柄
DWORD
m_dwReadThreadID
读串口线程ID
DWORD
m_dwWriteThreadID
写串口线程ID
HANDLE
m_hReadCloseEvent
读串口线程退出事件
HANDLE
m_hWriteCloseEvent
写串口线程退出事件
4221 翻开串口配置串口
Windows CE中驱动程序分设备驱动流设备驱动两种[6]设备键盘触摸屏等般设备生产会更换相应驱动设备驱动程序必需流接口设备驱动程序第三方提供支持外添加系统中设备串口属流接口设备
流设备驱动系统中三位字符串位数字表示串口言三位字符COM〞〔包括引号〕引流接口驱动程序时三位字符位数字外紧号〞〔英文半角号〕号必需区桌面Windows设备驱动程序命名规
该函数流程图图48示：
图48 OpenPort函数流程图
（1）串口翻开流驱动程序采CreateFile函数翻开串口设备Windows CE系统支持设备重叠IO参数dwFlagsAndAttributes中传递FILE_FLAG_OVERLAPPED标志返回句柄已翻开串口端口句柄者INVAILID_HANDLE_VALUECreateFile数Windows函数样翻开失败时返回0
CreateFile函数原型：
HANDLE CreateFile（
LPCTSTR lpFileName 象路径名
DWORD dwDesiredAccess 控制模式
DWORD dwShareMode 享模式
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes 安属性（销毁方式）
DWORD dwCreationDisposition 创立方式
DWORD dwFlagsAndAttributes 象属性
HANDLE hTemplateFile 文件模板句柄
）
CCESeries类中 HANDLE类型全局变量m_hComm存储CreateFile函数翻开串口成功时返回值句柄控制翻开串口象读写方式翻开串口
〔2〕串口设置
翻开串口必须端口配置正确波特率字符长度停止位等等OpenPort函数中两函数GetCommStateSetCommState配置串口
函数原型：
BOOL SetCommState（HANDLE hRle LPDCB lpDCB）
BOOL GetCommState（HANDLE hFile LPDCB lpDCB）
两函数包含样参数已翻开串口句柄指DCB结构指针DCB结构设置表44示
表44 OpenPort函数中串口DCB配置
DCB定义工程
设置值
备注
BaudRate
Baud
设置波特率传入型参baud值
fBinary
TRUE
二进制模式效
fParity
TRUE
支持奇偶校验
ByteSize
Databits
设置数位传入型参databits范围4~8
Parity
NOPARITY
校验模式效
StopBits
Stopbits
设置停止位传入型参stopbits
fOutxCtsFlow
TRUE
串口输出端口CTS线控制
fOutxDsrFlow
TRUE
串口输出端口DSR线控制
fDtrSensitivity
DTR_CONTROL_ENABLE
续表44 OpenPort函数中串口DCB配置
DCB定义工程
设置值
备注
fDsrSensitivity
FALSE
fTXContinueOnXoff
TRUE
串口接收缓区已满时驱动程序已传送XOFF字符驱动程序停止传送字符
fOutX
FALSE
XONXOFF控制控制串行输出
fInX
FALSE
XONXOFF控制输入串行流
fErrorChar
FALSE
fNull
FALSE
串行驱动忽略接收空字节
fRtsControl
RTS_CONTROL_ENABLE
fAbortOnError
FALSE
串口发生错误时终止串口读写
〔3〕串口超时设置
设置串口驱动操作配置必步骤设置端口超时值谓超时指Windows CEnet读串口写串口动返回前等读写操作时间长度程序中两函数控制串行超时
BOOL GetCommTimeouts（HANDLE hFile LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts）
BOOL SetCommTimeouts（HANDLE hFile LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts）
两函数包含应串行设备句柄COMMTIMEOUTS结构指针COMMTIMEOUTS结构定义：
typedef struct _COMMTIMEOUTS{
DWORD ReadIntervalTimeout
DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier
DWORD ReadTotalTimeoutConstant
DWROD WriteTotalTimeoutMultiplier
DWORD WriteTotalTimeoutConstant
}COMMTIMEOUTS
〔4〕函数
设置串口输入输出缓区原型
BOOL SetupComm（HANDLE hFile DWORD dwInQueue DWORD dwOutQueue）
设置串口检测事件集
SetCommMask（HANDLE hFileDWORD dwEvtMask）
通函数线程等表45中常见串口驱动程序事件
表45 串口驱动程序事件
事件标志
表达意义
EV_BREAK
检测中断
EV_CTS
CTS更改状态
EV_DSR
Data Set Ready信号更改状态
EV_ERR
串行驱动程序检测错误
EV_RKSD
Receive Line Signal Detect 行更改状态
EV_RXCHAR
接收字符
EV_RXFLAG
接收事件字符
EV_TXEMPTY
传输缓区空
4222关闭串口
调CloseHandle关闭串行端口关闭翻开串口时创立句柄关闭串口方法
CloseHandle（m_hComm）
关闭线程函数：
BOOL TerminateThread（HANDLE hThread DWORD dwExitCode）
中hThread关闭线程句柄dwExitCode般0假设成功关闭返回非零值关闭串口函数工作流程图49示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图49 ClosePort函数流程图
4223 串口读线程
读串口ReadFile函数原形：
BOOL ReadFile（
HANDLE hFile 文件句柄
LPVOID lpBuffer 保存读入数缓区
DWORD nNumberOfBytesToRead 读入字符数
LPDWORD lpNumberOfBytesRead 文件中实际读入字符数
LPOVERLAPPED lpOverlapped 异步读取描述Windows CE中NULL
）
该线程中假设串口读完条信息发送系统消息系统窗体该消息名称WM_RXCHAR_ALL户定义消息发送系统窗体附带消息包含收消息容消息长度
发送系统消息API函数SendMessage原型：
LRESULT SendMessage〔HWND hWndUINT MsgWPARAM wParamLPARAM IParam〕
图410 串口读线程流程图
4224 写串口
CCESeries类中编写三写串口函数方便情况调写长度字符串采WritePort（char *bufint nSize）函数写未知长度字符串时采WritePort（char *buf）函数字符串长度函数部进行计算前者提高写串口时间效率三函数中采API函数WriteFile（）函数原型：
BOOL WriteFile（
HANDLE hFile 文件句柄
LPCVOID lpBuffer 数缓存区指针
DWORD nNumberOfBytesToWrite 写字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten 保存实际写入字节数存储区域指针
LPOVERLAPPED lpOverlapped OVERLAPPED结构体指针CE里设NULL
）
4225 串口类调
程序中必须调CCESeries类达操作串口目
定义智家居窗口行CSmartHomeDlg类头文件CSmartHomeDlgh文件中添加CCESeriesh头文件新建public公型变量m_BTSerial（蓝牙串口）m_IRSeries进行CCESeries类实例化
CCESeries m_BTSerial
CCESeries m_IRSerial
CSmartHomeDlg类成员函数定义文件CSmartHomeDlgcpp文件中采形m_BTSerialOpenPort（this>m_hWnd19600）方式进行串口类成员函数调
4226 串口监听
读串口线程中读完串口条信息发送名WM_RXCHAR_ALL系统消息系统窗体窗体程序中必须进行响应
CSmartHomeDlgcpp文件中添加条消息响应声明：
ON_MESSAGE（WM_RXCHAR_ALLOnComRecvMsg）
中OnComRecvMsg消息响应函数函数声明：
afx_msg long OnComRecvMsg（WPARAM wParam LPARAM lParam）
中afx_msg〞说明该函数消息响应函数
44 GSM通信模块
智家居GSM网络作数线传输网络利基GSM网络短信息效劳完成智家居远程安监控线报警功
441 设计根原理
4411 PDU编码规
短信息技术开发现短信息控制方式包含Block Mode基ATText Mode基AT指令PDU Mode
Block模式需厂家驱动支持着技术开展两种模式取代Text模式拟简单发送中文短信息智家居软件设计中采基PDU模式该模式支持国家语言然包括中文智家居中采中文报警中文指令
PDU数包格式 发送短信数单位[7]中发送源 号码短消息效劳中心号码（SMSC）时间戳等压缩BCD码表示低位前高位PDU模式中采Bit7Bit8UCS2编码方式短消息发送容进行编码三种编码方式发送字符数分16014070
中Bit7编码发送普通ASCII字符0x000x7f表示128字符短消息报文8位字节传输必须8位码压缩成7位码实现方法 第二字符位 补充第字符前面第位 第三字符两位 补充第二字符前两位 次类推 相应字符串转换成十六进制
Bit8编码通常发送二进制数
UCS2编码发送Unicode字符固定16位两字节表示字符表示65535字符图411图412分接收发送短信报文格式
图411 接收短信报文格式
图412 发送短消息报文格式
实例发送短信时PDU码：
08 91 68 31 08 20 01 05 F0 11 00 0B 91 31 58 81 27 64 F8 00 00 00 06 C8 32 9B FD 0E 01
表46 发送PDU包解析
分段
含义
说明
08
SMSC址信息长度
8八位字节（包括91）
91
SMSC址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 08 20 01 05 F0
SMSC址
11
根参数（TPMTIVFP）
发送TPVF相格式
00
消息基准值（TPMR）
0
0B
目标址数字数
11位包括补足F’
91
目标址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 18 48 31 46 F9
目标址（TPDA）
00
协议标识（TPPID）
普通GSM类型点点方式
00
户信息编码方式（TPDCS）
7bit编码
00
效期（TPVP）
5分钟
06
户信息长度（TPUDL）
实际长度6字节
C8 32 9B FD 0E 01
户信息（TPUD）
Hello〞
实例二接收短信时PDU码
08 91 68 31 08 20 01 05 F0 84 0D 91 68 31 58 81 27 64 F8 00 08 30 30 21 80 63 54 80 06 53 4E 4E 1C 00 21
表47 接收短消息PDU包解析
分段
含义
说明
08
SMSC址信息长度
8八位字节（包括91）
91
SMSC址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 08 20 05 05 F0
SMSC址
84
根参数（TPMTIMMSRP）
接收更消息回复址
0B
回复址数字数
11十进制数（包括F’）
91
回复址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 58 81 27 64 F8
回复址（TPRA）
00
协议标识（TPPID）
普通GSM类型点点方式
08
户信息编码方（TPDCS）
UCS2编码
30 30 21 80 63 54 80
时间戳（TPSCTS）
2003312 083645 +8时区
06
户信息长度（TPUDL）
实际长度6字节
53 4E 4E 1C 00 21
户信息（TPUD）
华东〞
4412 AT指令
智家居中控制中心通串口MC35模块发送AT指令达控制目表48中系统中采AT指令
表48 系统采AT指令
AT指令
功
AT+CMGF0
选择短消息信息格式等0时PDU格式等1时文模式
AT+CNMI11001
设置短信达时动提醒
AT+CMGS？
发送短消息发送成功返回OK字符串
AT+CMGR
读取短消息读取成功返回+CMGR 0[id][content]
AT+CMGD
删短消息
442 软件实现
4421 PDU编码解码
短信PDU解码编码功智家居软件工程中CEncode类实现
CEncode类成员函数表49示：
表49 CEncode类方法
方法
备注
Int gsmString2Bytes（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
印字符串转换字节数
：C8329BFD0E01 > {0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}
int gsmBytes2String（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
字节数转换印字符串
：{0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01} > C8329BFD0E01
int gsmEncode7bit（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
7bit编码
int gsmDecode7bit（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
7bit解码
int gsmEncode8bit（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
8bit编码
int gsmDecode8bit（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
8bit解码
int gsmEncodeUcs2（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
UCS2编码
int gsmDecodeUcs2（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
UCS2解码
int gsmInvertNumbers（const char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
int gsmSerializeNumbers（const char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
两两颠倒字符串转换正常序字符串
Int gsmDecodePdu（const char* pSrc SM_PARAM* pDst）
PDU解码接收阅读短消息
int gsmEncodePdu（const SM_PARAM* pSrc char* pDst）
PDU编码编制发送短消息
该类中关键函数gsmDecodePdu函数gsmEncodePdu函数智家居中话框类CSmartHomeDlg中调调方法文予介绍gsmDecodePdu函数gsmEncodePdu函数分发短信时根PDU标准进行编码串口收PDU编码进行解码编码解码根头文件中定义短消息结构体进行取值填充定义关编码方式常量填充短消息数结构接收发送短信时
#define GSM_7BIT 0 7Bit编码方式
#define GSM_8BIT 4 8Bit编码方式
#define GSM_UCS2 8 UCS2编码方式
typedef struct {
char SCA[16] 短消息效劳中心号码（SMSC址）
char TPA[16] 目标号码回复号码（TPDATPRA）
char TP_PID 户信息协议标识（TPPID）
char TP_DCS 户信息编码方式（TPDCS）
char TP_SCTS[16] 效劳时间戳字符串（TP_SCTS） 接收时
char TP_UD[161] 原始户信息（编码前解码TPUD）
char index 短消息序号读取时
} SM_PARAM
4422 CEncode类成员函数作工作流程：
gsmDecodePdu（）函数接收阅读短消息输入源PDU串指针目标PDU参数指针返回户信息长度源PDU串印字符串C8329BFD0E01〞目标PDU参数字节数{0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}〞函数中较采类中印字符串转换字节数函数gsmString2Bytes短消息效劳中心〔SMSC〕回复号码字符处理程中根PDU串编码标准需描述SMSC字符串段进行两两颠倒掉颠倒字符串字符——F〞采类中gsmSerializeNumbers函数数离PDU串中描述短信编码位TPDCS规定数值进行表示7位码数值08位码4UCS2编码8等完成户信息进行应方式解码——7位解码工作流程图413示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图413 CEncode类gsmDecodePdu函数工作流程
gsmEncodePdu（）函数编制发送短消息输入源PDU参数指针输出目标PDU串指针返回目标PDU串长度源PDU参数字节信息{0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}目标PDU参数字节数C8329BFD0E01〞函数中较采类中字节数转换印字符串函数gsmBytes2String短消息效劳中心〔SMSC〕回复号码字符处理程中根PDU串编码标准需描述SMSC号码进行两两颠倒颠倒字符串加字符——F〞采类中gsmInvertNumbers函数根描述短信编码TPDCS规定数值进行表示7位码数值08位码4UCS2编码8等完成户信息进行应方式编码——7位编码工作流程图414示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图414 CEncode类gsmEncodePdu函数工作流程
gsmString2Bytes函数作印字符串转换字节数C8329BFD0E01 > {0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}输入源字符串指针输出源字符串长度输出目标数指针返回目标数长度流程图图415示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图415 gsmString2Bytes函数工作流程
中两字符串整合成字节数C8〞转化0xC8〞第字符C〞字符转化十六进制左移四位成0xC0〞转换低四位进行相然计数器加2源字符串目标数指针移单位继续处理面字符直计数器值等处理源字符串长度处理数输出字符转化十六进制原理：数字字符0字符相减ASCII码差差字符表达数字字符8’转换成数字类型8二进制表示1000ABCDEF等字符A’ASCII码值相减加10表达十六进制数值F’减A’5加1015实质十六进制中F应十进制数15
gsmBytes2String函数功gsmString2Bytes函数相反工作流程图416示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图416 gsmBytes2String函数工作流程
中低四位字节数0x0f位四位表达数值0~15tab数组中tab[0]tab[15]应字符0’9’A’F’通算法达数值型字符型转换完成整条字节数字符串转换
gsmEncode7bit函数作7bit编码输入源字符串指针源字符串长度输出目标字符串指针目标编码串长度工作流程图图417示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图417 gsmEncode7bit函数流程
gsmDecode7bit函数7位码解码输入源编码串指针源编码串长度输出目标字符
串指针目标字符串长度流程图图48示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图418 gsmDecode7bit函数工作流程
gsmEncode8bit函数8位码编码计算机采8位码源编码串目标字符串致编码工作memcpy函数简单复制完成
gsmDecode8bit函数8位码解码gsmEncode8bit样需采简单复制区目标字符串末尾加＼0〞结束字符
gsmEncodeUcs2函数UCS2编码根PDU编码规UCS2码采16位双字节编码方式工作方式图419示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图419 gsmEncodeUsc2函数工作流程
gsmDecodeUsc2函数UCS2码解码工作流程图420示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图420 gsmDecodeUcs2函数工作流程
gsmEncodeUcs2函数gsmDecodeUcs2函数分作相反两API函数——MultiByteToWideCharWideCharToMultiByte函数作分短字符〔8位数表示字符〕转换宽字符〔16位数表示字符Unicode编码〕宽字符转换短字符
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图421 gsmInvertNumbers函数工作流程
4423 收发短信
〔1〕监听新短信
GSM模块连接串口短信监听实质串口监听具体新短消息监听流程图422示：
图422 新消息监听流程
中：
1〕AT+CMGF0——设置短消息容控制模式PDU模式
2〕AT+CNMI11011——设置短消息达动提醒功
3〕AT+CMGR[index]中index短消息SIM卡中址果读取成功应址中存信息返回CMGR 0[id][content]工选择读信息时候采语法index值改成短消息SIM卡中址假设短消息存返回ERROR
（2）发送短消息
CSmartHomeDlg类中必须短信编码解码类CEncodeSM_PARAM结构体进行实例化
CEncode m_encode
SM_PARAM param
填充机构体面句
nPduLengthm_encodegsmEncodePdu（¶mpdu）
短消息结构体进行PDU编码编码结果放入pdu数组中PDU长度返回nPduLength流程图图423示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图423 发送短信流程
45 图象采集模块
中星微摄头采中星微301PLUS快速控芯片该芯片款高性图压缩芯片输出MIPEG视频流数MIPEG（Motion JPEG）基静态视频压缩开展起技术特点根考虑视频流中帧间变化单独某帧进行压缩通常达6：1压缩率误差稳定性非常获取清晰度高视频图灵活设置路视频清晰度压缩帧数
451 摄头驱动程序
该摄头官方提供Windows CE环境驱动程序zc030xdllVC编程lib库文件zc030xliblib智家居工程属性中提供lib库文件导入提供函数
步骤：Project菜单>SmartHome Properties选择左边列表Configuration Properties>Linker>Input
导入lib库文件操作截图图424示：
图424 VS2005中添加lib库文件
图采集模块函数：
capInitCamera（）初始化视频设备获取前视频设备数目
capSetVideoFormat（）设置视频格式分辨率系统视频格式RGB24分辨率320×240素
capGetPicture（）获取摄头捕捉幅位图存入指定缓存中
capCloseCamera（） 关闭视频设备
452 视频捕捉视频信息传送
摄头工作流程初始化摄头捕捉视频关闭摄头等流程详细流程图425示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图425 摄头工作流程
中设置视频格式捕捉图象发送图象等步骤位线程CaptureThreadProc中该线程点击智家居系统应程序界面翻开摄头〞钮创立点击关闭摄头〞关闭
视频数分包发送视频监控功中关键步骤步骤里系统摄头采集视频数存储时数组中通时数组数分割完成数分包存储系统中视频数包1440字节系统运行测试中通断点调试方式知道摄头通capGetPicture（）函数获取帧图象信息概4000字节5000字节间连续发送四五数包幅画面数发送客户端
46 太网通信模块
智家居中嵌入式台充效劳器角色相应PC视频监控端充客户端角色效劳器端客户端间通信基TCPIP协议
461 TCPIP协议
Internet 关键底层协议网际协议通常称IP协议通遵守协议Internet成连接层次计算机网络IP协议TCPIP协议心脏计算机网络层中重协议IP协议帮助数找通目计算机路径[8]IP层接收网络接口层发送数包该数包发送更高层——TCP层相反IP层TCP层发送数包发送接口层——网络层更低层IP数包IP协议没做事情确认数包序完整性IP数包中包含发送数包计算机IP址〔源址〕接收数包计算机IP址〔目标址〕
TCP协议IP数包中封装TCP数包进行排序错误检查TCP数包包括序号确认根信息未正确排序数包进行排序损坏包求进行重传处理完数发送更高层应程序应程序轮流信息发TCP层TCP层数发送IP层通设备驱动物理介质〔网线〕等发送目标计算机图426示
应层协议〔 FTP等〕
传输控制协议TCP
网间协议IP
太网驱动程序
硬件太网接口
图426 IP层太网驱动器TCP层应程序层通信
462 软件实现
TCP通信发生两端点两套接字〔Socket〕间[8]Socket端口号IP址Socket成两程序进行通讯连接中端点程序段信息写入Socket中该Socket段信息发送外Socket中段信息传送程序中
智家居系统效劳端TCP编程流程：
〔1〕TCP效劳器声明SOCKET类型全局变量m_Socket
〔2〕通bind函数绑定址
〔3〕Listen函数进行监听客户端连接
〔4〕客户端请求时套接字采Accept函数接受客户端请求
〔5〕效劳端新添加单独套接字客户端进行通讯
假设流程图表示图427示
基流程原理VS2005中新添加两类——CTCPServer_CECTCPCustom_CE中CTCPServer_CE类开启关闭TCP效劳翻开监听套接字事件线程CTCPCustom_CE翻开套接字关闭套接字客户端发送数等
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图427 TCP效劳工作流程图
初始化阶段调WSAStartup（）函数应程序初始化Windows Socket DLL调成功应程序采Windows Socket中关API函数程序中建立监听网络Socket定义采通讯协议——TCP协议完成操作函数socket（）原型：
SOCKET PASCAL FAR socket（ int af int type int protocol ）
中第二形参指定套接字通信类型typeSOCK_STREAM时遵TCP协议通信假设遵UDP协议应设置SOCK_DGRAM智家居中采前者
根流程接绑定IP址端口址端口客户端连接目标通调bind（）函数完成操作bind（）函数原型
int PASCAL FAR bind（ SOCKET s const struct sockaddr FAR *nameint namelen ）
中s操作Socket象nameARM端IP址namelenIP址长度
监听网络局部ARM效劳器端建立监听队列接受客户端连接请求listen（）函数完成操作
int PASCAL FAR listen（ SOCKET s int backlog ）
s操作Socketbacklog连接数系统中设置8
客户端发出连接请求时ARM客户端调accept〔〕函数完成完整连接操作
智家居系统软件设计中监听太网通线程实现
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图428 TCP读线程工作流程
47 PC端视频监控模块
该模块采Delphi7 企业版编写Borland公司推出全新视化编程环境快速方便桌面Windows应程序开发工具[9]综合Windows图形界面许特性设计思想采面象编程语言Delphi中提供包含TCP通信控件许控件开发员够快速构建实现应软件系统基特点PC客户端采Delphi编写
PC端处TCPIP网络中客户端网络通信Delphi中TCPClient控件完成TCPClient控件需完成操作：
1） 翻开通信信道连接智家居ARM效劳器端特定端口
2） 效劳器发送效劳请求报文等接收应答反复
3） 请求结束关闭通信通道终止通讯
步骤建立PC端视频监控程序界面图429示
图430示客户端工作流程
图429 PC端视频监控程序界面
A翻开Delphi7集成环境系统动新建工程
B窗体中拖入Standard控件工具箱button控件三label控件2Edit控件两GroupboxAdditional工具箱里Image控件Internet工具箱里TCPClient控件
C设置控件属性表410示
表410 PC端视频监控软件控件设置情况
控件种类
名称
属性设置
窗体
窗体
caption视频监控PC端〞
钮
设置
caption设置〞nameBtnSetting〞
开启视频
caption开启视频〞nameBtnOpenCamera〞
关闭视频
caption关闭视频〞nameBtnCloseCamera〞
标签
方IP：
caption方IP：〞nameLabel1〞
方端口：
caption方端口：〞nameLabel2〞
编辑框
IP
nametxtIP〞text192168056〞
端口
nametxtPort〞text9000〞
TCPClient
Host192168056〞Port9000〞
图框
nameVideoFrame〞height240〞width320〞
中Image控件显示视频次显示帧静态图象眼视觉暂留效应图象更新拟快眼起动态图象界面中文框控件方IP址端口号改变情况通输入IP号端口号点击设置钮改变TCPClient控件Host属性〔指定方IP〕Port属性〔指定方端口〕翻开太网通信通道ARM效劳端进行连接请求
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图430 PC客户端工作流程
程序设计中采Delphi中TJpegImage象TMemory象TMemory象存储TCP层发送应层数包包含数接收完数包程序创立TJpegImage类型象jpgjpg通LoadFromStream（）方法装载缓区中数窗体VideoFrame图片控件显示出
48 家电控制传感器模块
该模块中家电控制传感器报警模块托89C51单片机丰富IO口完成传感器报警状态通RS232串口ARM发送相应字符串ARM端应程序进行解析类似ARM端通串口发送指定格式字符串单片机串口串口翻开相应LED表示应家电电源翻开
481 单片机串口配置
智家居系统家电控制板中单片机串行口通信采10位帧工作方式110位中包括1起始位8位数位1停止位[10]
起始位
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
停止位
图431 单片机串行工作方式1帧格式
根串口协议串口工作方式1中数发送方法发送存放器〔SBUF〕中发送条8位数硬件动前面参加起始位面加停止位构成完整帧格式数串口TXD输出输出完帧数TXD输出线保持高电SCON存放器TI位置位1通知CPU发送帧数
接收数时SCON存放器REN位设1串口采样RXD针脚RXD高电低电状态跳变时单片机识出起始位达移位脉控制读完数位存入接收存放器中直停止位达置位RI中断标志位单片机CPU数取走
智家居系统中规定单片机波特率9600bps应软件中串口设置相应够ARM正常通信波特率单片机定时〔计数〕器T1计数溢出率决定
单片机扩展板中采110592MHz晶振计算定时器计数初值：
〔41〕
中smod0波特率倍增PCON00H
定时器1选择方式2作工作方式种工作方式16位计数器T1分成两局部中高8位TH1作预置存放器初始化时计数初值分存入TH1TL1中两者容相计数溢出时预置存放器TH1计数初值直接TL1加载样防止程序中反复存储计数初值进步提高定时精度保证串行接口波特率稳定时保证串口通信稳定性
482 串口通信定义约定
便单片机ARM间通讯信息解析特定义定义信息交流格式约定
A 传感器报警字符串图432示
##
1
报头
传感器编号
图432 传感器报警字符串格式
该字符串传感器报警时单片机ARM串口发送字符串四位传感器报警时发送字符串区第四位家电控制板三钮模拟三传感器传感器编号123传感器2报警时发送##2〞字符串ARM
B 家电控制字符串图433示
1
1
1
1
报头
家电1标志位
家电2标志位
家电3标志位
家电4标志位
图433 家电
控制字符串格式
该控制字符串五位包含报头’字符四位分表示家电标志位控制家电电源开关应位进行置位〔设1〕重置〔设0〕启动家电14保持23关闭状态单片机发送1001〞字符串
483 单片机程序流程
单片机程序采C语言编写单片机工作流程图4示中单片机初始化包括定时方式控制存放器初始化定时计数器1初始化串口工作方式初始化波特率设置等
传感器状态字符串信息发送程中采逐字发送方式发送字符串串口工作方式1约束次发送数8位字节字符次发送完字符发送中断标志位TI置位1时发字符直四字符发送完毕
图434图435分单片机程序流程查询传感器状态程序流程
N
N
N
Y
Y
Y
N
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图434 单片机工作程序流程 图435 单片机查询传感器状态程序流程
串口信息达时单片机进入串口中断运行中断效劳程序工作流程图435示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图436 串口中断效劳程序流程
484 ARM端控制报警流程
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图437 ARM端控制报警流程
智家具系统ARM端应程序中报警状态时界面应图片控件会闪烁绿色红色反复变换图片闪烁采VC++里媒体定时器Timer完成报警状态时启动定时器根报警标志全局变量数值相应图片控件进行次颜色变换定时器时时触发OnTimer（）事件应图片控件进行图象变换
5 系统测试
51测试环境
PC操作系统：Microsoft Windows XP Profesional SP2
软件开发测试台： Visual Studio 2005 + XSBase270 SDK
+ ActiveSync45
嵌入式硬件台：XSBase270实验箱
嵌入式操作系统台：Microsoft Windows CE 50 net
52 测试步骤
〔1〕测试视频捕捉视频远程监视模块
摄头插入XSBase270实验箱USB接口翻开电源钮启动Windows CE操作系统识USB设备——摄头图51示稍安装驱动程序
图51 操作系统识USB设备
翻开Windows CE控制面板图52示新建基COM2〞端口网络连接——连接〞该连接采115200波特率数位8位停止位1位数流控制图53示控制面板中PC连接设置连接〞图54示
图52 Windows CE 控制面板
图53 连接〞属性
图54 修改默认PC连接
USB线插入位XSBase270扩展板USB_SLAVE口端连接PC机USB口稍PCActiveSync文件步软件动识XSBase270移动设备Windows CE务栏出现已连接〞图标图55示PC端建立PCXSBase270移动设备合作关系ActiveSync软件显示已步字样图55示
图55 建立文件步合作关系程序界面
ActiveSync软件摄头驱动程序ZC030xdll文件传输实验箱Windows文件夹图51示窗口中输入ZC030xdll〞系统安装摄头驱动
PC机IP址设19216801够IP192168056XSBase270网络段视频数够正确PC接收标准超五类线插入XSBase270板太网接口端PC网卡接口相连接
利Visual Studio 2005 翻开智家居解决方案SmartHomesln点击运行Visual Studio 2005动程序SmartHomeexe载XSBase270实验箱中运行点击开始监听〞钮运行界面图56示：
图56 智家居软件界面
PC端翻开视频监视工具输入正确ARM端IP正确端口点击设置〞钮时ARM端点击翻开摄头〞PC端点击开始监视〞PC端ARM端摄头捕捉图象图57示
图57 PC端视频监控画面
〔2〕验证CEncode类行性
属CEncode类两文件——EncodehEncodecpp文件移植PC机台利VC++ 60编写采该类进行PDU编码解码测试程序通该程序 发送短信读取 SIM卡里信息验证CEncode类程序PDU码解码编码行性测试程序界面图58示
SIM卡插入GSM模块卡槽全功串口线连接GSM模块PC机插入模块附带9V变压器模块供电
启动测试软件设置效劳中心号码目标号码进行发送短信测试读取短信测试结果证实该软件GSM模块协工作正常CEncode类
图58 PDU编码
解码测试程序
〔3〕验证家电控制板性
标准串口线连接家电控制板PC机串口调试助手〞软件进行串口读写操作家电控制板输入形0001〞字符串观察否启动应LED样应传感器〞钮观察PC机否收正确字符串测试家电控制板够正常运行
6 总结展
毕业设计解嵌入式开发根流程通编写众程序强化编程力加深计算机语言理理解
时间缺乏精力够原智家居系统功设计够完善未时间充裕技术更成熟情况功设计更加完善：
〔1〕GSM模块家电控制板ARM协合作
〔2〕图象捕捉算法优化太网数传输优化
〔3〕户界面友度强化户访问权限控制权限设计
〔4〕系统运行信息实时保存传感器报警记录户登陆控制记录等
声明
郑重声明：呈交学位文文中已注明引容外文包含集体已发表撰写作品成果研究作出重奉献集体均已文中明确方式标明完全意识声明法律结果承含息
参考文献
[1]资料光盘XSBase270说明书
[2]傅曦齐宇嵌入式系统Windows CE开发技巧实践[M]北京化学工业出版社2004年200页
[3]张冬全谭南林王雪海焦凤川Windows CE实开发技术[M]北京电子工业出版社2006年14页
[4]资料光盘EELiod for WinCE v10pdf[M]2006124
[6]张冬全谭南林王雪海焦凤川Windows CE实开发技术[M]北京电子工业出版社2006年14页
[7]车雄赵彦敏 基串口 收发短信设计方法[J] 福建电脑2006年第2期49页50页
[8]Jan Axelson嵌入式EthernetInternet通信设计技术 [M] 北京北京航空航天学出版社
[10]李广弟朱月秀冷祖祁单片机根底[M]北京北京航空航天学出版社：163页
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
文摘：文讨基Windows CEnet 50嵌入式操作系统Intel XScale270CPUARM10嵌入式实验箱硬件根底Visual Studio 2005Delphi软件开发台智家居系统设计实现通详细系统设计程开发相应软件程序包括嵌入式操作系统Windows CE 50定制应程序界面设计程序开发单片机系统底层编程设计融合嵌入式系统通讯单片机软件开发等学科知识系统测试结果说明该系统设计根满足求定功扩展空间
1 绪
目前科学技术开展迅速助飞速开展网络信息技术足出户览全球适应信息化需求科研机构智化理念引入区理进步引入家庭产生智家居概念 通信太网通信技术引入智家居设计恰利现良通信条件外业时解家中安提高业安感通 实时控制家电提高业生活舒适度
文提出基嵌入式系统ARM10智控制台设计功包括短信控制家电传感器探测非正常环境通 短信告知业太网实时视频监控等功
2 系统设计方案
21 硬件总体设计框图
根文功需设计出ARM10控制核心单片机控制家电控制模块传感器报警模块包含GSM通信模块智家居系统硬件结构框图图21示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图21 硬件设计框图
22 控制核心选择
智家居控制系统采图22示XSBase270作开发台该台基Intel®高性PXA270处理器支持Windows CELinux等嵌入式操作系统针教学实验功实验台
PXA270处理器高频达520MHz该处理器参加Wireless MXX技术提高媒体处理力参加Intel SpeedStep动态电源理技术保证CPU性前提限度降低设备功耗[1]
XSBase270配置32M FLASH ROM64M SDRAM配备触摸屏太网USB串口CFMMCPCMCIA等接口满足智家居系统控制中心硬件求
图22 XSBase270实验箱展开图
23家电控制板
家电控制板采AT89C51控制核心扩展板元件布局图23示四盏LED分模拟四种家电三钮模拟三种传感器中四盏LED分连接单片机P10P11P12P13三钮分连接P20P21P22
图23 家电控制模块
231 串行端口电路
家电控制板采串口XSBase270实验箱进行通信采典兼容RS232标准MAX232芯片作串口电转换芯片电路连接图24示：
图24 家电控制板串行接口电路
图示家电扩展板采常DB9头作串口接口针脚定义图图25示：
图25 RS232 DB9头针脚定义图
中2脚RxD接收引脚3脚TxD发送引脚GND信号引脚般情况普通串口接引脚特殊串口蓝牙串口接述三脚外接DSR引脚CTS引脚蓝牙串口数流输出采两脚信号控制引脚MODEM相关智家居系统中家电控制板接普通串口GSM模块接蓝牙串口
RS232信号相信号言正负电间摆动发送数时发送端输出正电+5V+15V间负电5V15V间数传输时线TTL电接收器典型工作电+3V~+12V3V~12V发送电接收电差仅2~3V左右模抑制力差加双绞线分布电容信号传输距离15m高速率20kbs[2]
MAX232包含2驱动器2接收器电压发生器电路提供TIAEIA232F电该器件符合TIAEIA232F标准接收器TIAEIA232F电转换成5V TTLCMOS电发送器TTLCMOS电转换成TIAEIA232F电
图26 MAX232引脚图
232 家电控制电路
图27 模拟家电控制电路
家电器控制接口电路图27 示K1～K4 继电器分控制四路家电闭合断开Q1～Q4 继电器线圈电流驱动电路单片机P1口进行控制DD1～DD4 发光二极显示某路控制电路工作情况调试电路设置
233 传感器接口电路
图28 传感器接口电路图
烟雾煤气泄漏红外等传感器报警信号通光电耦合接入单片机P2 口图28 示传感器没报警信号时光电耦合芯片处截止状态相接单片机端口低电传感器报警传感器输出高电时光电耦合芯片导通相接单片机端口高电单片机报警信号进行采集做出相应处理
24 GSM通信模块
GSM通信局部采图
29示西门子MC35 GSMGPRS线模块作通信工具支持EGSM900GSM1800双频支持数字语音短消息 AT指令控制发送短消息采9V直流电源供电通RS232串行端口XSBase270试验箱连接进行通信
图29 西门子MC35
25 视频监控模块
视频采集模块采中星微〔Vimicro〕公司ZC0301P芯片摄头 ZC0301P芯片支持USB 11接口硬件高支持VGA分辨率〔640×480〕VGA模式达15帧秒速率CIF〔352×288〕 SIF〔320×240〕模式达30帧秒速率通USB接口连接XSBase270试验箱
图210 301P摄头
26总体软件设计方案
根智家居硬件设计方案设计出软件总体设计方案图211示：
图211 软件设计框图
中
〔1〕家电控制系统GSM网络通信独占RS232串口家电控制系统接XSBase270红外串口GSM模块接蓝牙串口图212示
〔2〕实时视频监控通USB摄头捕捉图图数通太网发送PC客户端进行图复原
〔3〕太网通信基TCPIP协议测试环境局域网假设投入特网应需效劳端客户端局域网连接特网网关——路器进行端口映射进行网络连接
图212 红外串口蓝牙串口
智家居系统软件基Windows CE 50嵌入式操作系统Windows CE设计成种分层结构分硬件层OEM层操作系统层应层四层[3]种层次结构硬件软件操作系统应软件隔离开便实现系统移植智家居软件设计集中应层
3 操作系统定制
Windows CE 50嵌入式操作系统定制Platform Builder50完成Platform Builder微软公司设计嵌入式操作台定制驱动程序开发工具推出目户更嵌入式操作系统移植特定目标台
31 BSP安装
Windows CE 50实验箱运行起必须安装XSBase270板级支持包〔BSP〕板级支持包介板操作系统中驱动程序间层般认属操作系统局部操作系统支持层驱动程序提供访问硬件设备存放器函数包
PC安装Windows CEnet50Platform Builder50翻开实验箱附带光盘中BSP文件夹运行XSBase270_V010106msi文件安装XSBase270BSP图31示
图31 BSP安装程序文件
安装BSP进入Platform Builder50中定制基EMDOOR SYSTEMS XSBASE270ARMV4I〞特网应类型系统镜设计[4]图32示
图32 定制系统时选择BSP种类
32 添加台特征配置台
系统定制够满足根应保证某设备支持设计台中添加必特征
〔1〕添加USB Active Sync（File Sync）组件添加组件PCUSB接口Windows CE进行文件步应软件调试程中必须条件
（Catalog>Core OS>Windows CE devices>ApplicationsEnd User>ActiveSync>File Sync）
〔2〕添加Chinese[Simplified] Font安装中文简体字体正常显示中文
（Catalog>Core OS>Windows CE devices>International>Locale Specific Support>Chinese[Simpified]>Fonts）
〔3〕添加文件系统支持
（Catalog > Core OS > Windows CE devices > File Systems and Data Store > Storage Manager > FAT File System）
〔4〕添加分区理
（Catalog > Core OS > Windows CE devices > File Systems and Data Store > Storage Manager >Partition Driver）
〔5〕添加控制面板中存储器理组件
（Catalog > Core OS > Windows CE devices > File Systems and Data Store > Storage Manager > Storage Manager Control Panel Applet）
〔6〕添加基软件输入系统〔软键盘等〕
（ Catalog > Core OS > Windows CE devices > Shell and User Interface > User Interface > Software Input Panel > Softwarebased Input Panel （SIP） （Choose 1 or more） > SIP for Large Screens）
〔7〕添加台理器〔Platform Manager〕
（Catalog > Platform Manager > Platform Manager）
〔8〕添加Usb ActiveSync（USB Function）
（Catalog > Third Party > BSPs > Emdoor Systems XSBase270 ARMV4I > Device Drivers > USB Function>USB Function Bus Drivers >PXA27x USB Function）
完成特性添加设置台属性Platform〞菜单单击Setting〞Configuration拉菜单中选择Emdoor Systems XSBase270ARMV4I Release〞项选择Locale选项卡进行系统理位置环境语言支持设置Locales列表中
端中文〔中国〕〞项勾Default Language拉菜单里选择中文〔中国〕〞系统默认语言图33示
图33 选择操作系统默认语言
Build Option列表中选择Enable Eboot Space in Memory（IMGEBOOT1）Write Runtime Image to Flash Memory（IMGFLASH1）两项图34示
图34 程序组建选项设置
单击Build OS〞菜单Sysgen〞开始组建操作系统图35示
图35 生成操作系统镜
33 红外串口蓝牙串口翻开
测试默认配置生成系统镜翻开位XSBase270模块板全功调试串口位接口扩展板红外串口蓝牙串口没翻开够家电控制板GSM模块连接实现完整智家居系统功必须翻开
〔1〕查找中断号
中断号定义试验箱提供板级支持包中配置
翻开C＼WINCE500＼Platform＼XSBase270＼Src＼inc＼bsp_cfgh文件调试串口通信串口中断号定义图36示
图36 BSP中串口中断定义
调试串口BFUART中断号28转化16进制0x1c通信串口SFUART中断号27转换16进制0x1b
〔2〕修改注册表
翻开文件夹中F＼platform＼270＼〞新建操作系统台时存储磁盘位置
F＼Platform＼270＼RelDir＼XSBase270_ARMV4I_Release＼
翻开platformreg注册表文件文件中包含硬件初始化代码
IF BSP_NOSERIAL〞END BSP_NOSERIAL〞两句代码间蓝牙串口注册表初始化代码面需添加初始化红外串口代码：
Open the IR Serial Port
[HKEY_LOCAL_MACHINE＼Drivers＼BuiltIn＼SerialIR]
Irqdword14 20 IRQ_STUART
SysIntrdword1b 27 SYSINTR_SFUART
MemBasedword40700000 STUART Register
MemLendword40
DeviceArrayIndexdword82 STUART object
PrefixCOM
Indexdword3
Orderdword1
IClass{CC5195ACBA4948a0BE17DF6D1B0173DD}
Dllms2_serialdll
[HKEY_LOCAL_MACHINE＼Drivers＼BuiltIn＼SerialIR＼Unimodem]
TspUnimodemdll
DeviceTypedword0
FriendlyNameIRSerial Cable on COM3
DevConfighex 1000 0000 05000000 10010000 004B0000 0000 08 00 00 00000000
修改注册表代码保存platformreg文件翻开刚刚建立操作系统设计工程选择Build OS菜单Make RunTime Image命令生成新核文件NKbin
34 操作系统生成载
定制组建Windows CE会生成BootLoader——EBOOTnb0文件NK核——nkbin烧写进入XSBase270实验箱
4 应软件设计
41 应程序编写环境
开发环境：Microsoft Visual Studio 2005
开发语言：Microsoft Visual C++ 2005
软件开发包：XSBase270 SDK
智家居系统应程序采Visual Studio 2005进行开发Visual Studio微软公司开发Windows台应程序开发环境Visual Studio创立Windows Windows应程序网络应程序创立网络效劳智设备应程序Office插件[5]Visual Studio 2005面net框架〔20版〕时开发跨台应程序
图41 Visual Studio 2005
42 智家居机接口设计
翻开Visual Studio 2005创立基MFC Smart Device ApplicationVC++程序图42示：
图42 新建智家居应程序
选择台步骤时选择XSBase270台删默认Pocket PC 2003台图43示
图43 选择软件开发包支持
单击Next〞钮进入选择应程序类型资源语言——程序界面采语言画面图44示选择Dialog based〞〔基话框〕类型资源语言选择中文〔中国〕〞工程保存默认选项
图44 选择应程序种类
保持默认设置直完成新建工程导进入IDE环境集成环境窗口分布图45示：
图45 Visual Studio 2005集成环境
话框设计成图46示：
图46 智家居操作界面设计
表41 智家居应软件界面控件配置
控件类型
控件名称
功
钮控件
初始化GSM
初始化GSM模块
开始摄
翻开摄头开始视频捕捉
停止摄
停止摄头视频捕捉
开始监听
翻开ARM9000号端口翻开网络通信
停止监听
关闭端口停止TCP通信
冰箱
翻开家中冰箱设备
灯光
翻开家中灯光设备
微波炉
翻开家中微波炉设备
空调
翻开家中空调设备
关
查软件作者版权声明信息
退出程序
关闭未关闭线程退出程序
列表控件
消息窗口
显示户发回短信记录
图片控件
煤气
煤气传感器报警信号报警时红色常态时绿色
烟雾
烟雾传感器报警信号报警时红色常态时绿色
红外
红外传感器报警信号报警时红色常态时绿色
编辑框
信息框
实时显示系统运行情况
43串口通信功设计
431 串口通信协议
串口通信协议采CCESeries类实现通类成员函数调完成串口初始化读写操作等串口情况关闭串口
432 软件实现
Visual Studio解决方案视图里添加类CCESeries图47示CCESeries类成员函数表42示
图47 VS2005中建立CCESeries类
表42 串口操作类CCESeries成员函数
函数作
函数名称
翻开串口
BOOL OpenPort（HWND pPortOwner UINT portNo 1 UINT baud 9600UINT parity NOPARITY UINT databits 8UINT stopbits 0 ）
关闭串口
Void ClosePort（）
设置串口超时
BOOL SetSeriesTimeouts（COMMTIMEOUTS CommTimeOuts）
读串口线程
Static DWORD WINAPI ReadThreadFunc（LPVOID lparam）
写串口
BOOL WritePort（LPCTSTR lpString）
BOOL WritePort（char *bufint nSize）
BOOL WritePort（char *buf）
关闭读线程
Void CloseReadThread（）
表43 串口操作类CCESeries成员变量
变量类型
变量名称
作
HANDLE
m_hComm
已翻开串口句柄
HWND
m_hWnd
串口类属窗口句柄
HANDLE
m_hReadThread
读串口线程句柄
HANDLE
m_hWriteThread
写串口线程句柄
DWORD
m_dwReadThreadID
读串口线程ID
DWORD
m_dwWriteThreadID
写串口线程ID
HANDLE
m_hReadCloseEvent
读串口线程退出事件
HANDLE
m_hWriteCloseEvent
写串口线程退出事件
4221 翻开串口配置串口
Windows CE中驱动程序分设备驱动流设备驱动两种[6]设备键盘触摸屏等般设备生产会更换相应驱动设备驱动程序必需流接口设备驱动程序第三方提供支持外添加系统中设备串口属流接口设备
流设备驱动系统中三位字符串位数字表示串口言三位字符COM〞〔包括引号〕引流接口驱动程序时三位字符位数字外紧号〞〔英文半角号〕号必需区桌面Windows设备驱动程序命名规
该函数流程图图48示：
图48 OpenPort函数流程图
（1）串口翻开流驱动程序采CreateFile函数翻开串口设备Windows CE系统支持设备重叠IO参数dwFlagsAndAttributes中传递FILE_FLAG_OVERLAPPED标志返回句柄已翻开串口端口句柄者INVAILID_HANDLE_VALUECreateFile数Windows函数样翻开失败时返回0
CreateFile函数原型：
HANDLE CreateFile（
LPCTSTR lpFileName 象路径名
DWORD dwDesiredAccess 控制模式
DWORD dwShareMode 享模式
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes 安属性（销毁方式）
DWORD dwCreationDisposition 创立方式
DWORD dwFlagsAndAttributes 象属性
HANDLE hTemplateFile 文件模板句柄
）
CCESeries类中 HANDLE类型全局变量m_hComm存储CreateFile函数翻开串口成功时返回值句柄控制翻开串口象读写方式翻开串口
〔2〕串口设置
翻开串口必须端口配置正确波特率字符长度停止位等等OpenPort函数中两函数GetCommStateSetCommState配置串口
函数原型：
BOOL SetCommState（HANDLE hRle LPDCB lpDCB）
BOOL GetCommState（HANDLE hFile LPDCB lpDCB）
两函数包含样参数已翻开串口句柄指DCB结构指针DCB结构设置表44示
表44 OpenPort函数中串口DCB配置
DCB定义工程
设置值
备注
BaudRate
Baud
设置波特率传入型参baud值
fBinary
TRUE
二进制模式效
fParity
TRUE
支持奇偶校验
ByteSize
Databits
设置数位传入型参databits范围4~8
Parity
NOPARITY
校验模式效
StopBits
Stopbits
设置停止位传入型参stopbits
fOutxCtsFlow
TRUE
串口输出端口CTS线控制
fOutxDsrFlow
TRUE
串口输出端口DSR线控制
fDtrSensitivity
DTR_CONTROL_ENABLE
续表44 OpenPort函数中串口DCB配置
DCB定义工程
设置值
备注
fDsrSensitivity
FALSE
fTXContinueOnXoff
TRUE
串口接收缓区已满时驱动程序已传送XOFF字符驱动程序停止传送字符
fOutX
FALSE
XONXOFF控制控制串行输出
fInX
FALSE
XONXOFF控制输入串行流
fErrorChar
FALSE
fNull
FALSE
串行驱动忽略接收空字节
fRtsControl
RTS_CONTROL_ENABLE
fAbortOnError
FALSE
串口发生错误时终止串口读写
〔3〕串口超时设置
设置串口驱动操作配置必步骤设置端口超时值谓超时指Windows CEnet读串口写串口动返回前等读写操作时间长度程序中两函数控制串行超时
BOOL GetCommTimeouts（HANDLE hFile LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts）
BOOL SetCommTimeouts（HANDLE hFile LPCOMMTIMEOUTS lpCommTimeouts）
两函数包含应串行设备句柄COMMTIMEOUTS结构指针COMMTIMEOUTS结构定义：
typedef struct _COMMTIMEOUTS{
DWORD ReadIntervalTimeout
DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier
DWORD ReadTotalTimeoutConstant
DWROD WriteTotalTimeoutMultiplier
DWORD WriteTotalTimeoutConstant
}COMMTIMEOUTS
〔4〕函数
设置串口输入输出缓区原型
BOOL SetupComm（HANDLE hFile DWORD dwInQueue DWORD dwOutQueue）
设置串口检测事件集
SetCommMask（HANDLE hFileDWORD dwEvtMask）
通函数线程等表45中常见串口驱动程序事件
表45 串口驱动程序事件
事件标志
表达意义
EV_BREAK
检测中断
EV_CTS
CTS更改状态
EV_DSR
Data Set Ready信号更改状态
EV_ERR
串行驱动程序检测错误
EV_RKSD
Receive Line Signal Detect 行更改状态
EV_RXCHAR
接收字符
EV_RXFLAG
接收事件字符
EV_TXEMPTY
传输缓区空
4222关闭串口
调CloseHandle关闭串行端口关闭翻开串口时创立句柄关闭串口方法
CloseHandle（m_hComm）
关闭线程函数：
BOOL TerminateThread（HANDLE hThread DWORD dwExitCode）
中hThread关闭线程句柄dwExitCode般0假设成功关闭返回非零值关闭串口函数工作流程图49示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图49 ClosePort函数流程图
4223 串口读线程
读串口ReadFile函数原形：
BOOL ReadFile（
HANDLE hFile 文件句柄
LPVOID lpBuffer 保存读入数缓区
DWORD nNumberOfBytesToRead 读入字符数
LPDWORD lpNumberOfBytesRead 文件中实际读入字符数
LPOVERLAPPED lpOverlapped 异步读取描述Windows CE中NULL
）
该线程中假设串口读完条信息发送系统消息系统窗体该消息名称WM_RXCHAR_ALL户定义消息发送系统窗体附带消息包含收消息容消息长度
发送系统消息API函数SendMessage原型：
LRESULT SendMessage〔HWND hWndUINT MsgWPARAM wParamLPARAM IParam〕
图410 串口读线程流程图
4224 写串口
CCESeries类中编写三写串口函数方便情况调写长度字符串采WritePort（char *bufint nSize）函数写未知长度字符串时采WritePort（char *buf）函数字符串长度函数部进行计算前者提高写串口时间效率三函数中采API函数WriteFile（）函数原型：
BOOL WriteFile（
HANDLE hFile 文件句柄
LPCVOID lpBuffer 数缓存区指针
DWORD nNumberOfBytesToWrite 写字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten 保存实际写入字节数存储区域指针
LPOVERLAPPED lpOverlapped OVERLAPPED结构体指针CE里设NULL
）
4225 串口类调
程序中必须调CCESeries类达操作串口目
定义智家居窗口行CSmartHomeDlg类头文件CSmartHomeDlgh文件中添加CCESeriesh头文件新建public公型变量m_BTSerial（蓝牙串口）m_IRSeries进行CCESeries类实例化
CCESeries m_BTSerial
CCESeries m_IRSerial
CSmartHomeDlg类成员函数定义文件CSmartHomeDlgcpp文件中采形m_BTSerialOpenPort（this>m_hWnd19600）方式进行串口类成员函数调
4226 串口监听
读串口线程中读完串口条信息发送名WM_RXCHAR_ALL系统消息系统窗体窗体程序中必须进行响应
CSmartHomeDlgcpp文件中添加条消息响应声明：
ON_MESSAGE（WM_RXCHAR_ALLOnComRecvMsg）
中OnComRecvMsg消息响应函数函数声明：
afx_msg long OnComRecvMsg（WPARAM wParam LPARAM lParam）
中afx_msg〞说明该函数消息响应函数
44 GSM通信模块
智家居GSM网络作数线传输网络利基GSM网络短信息效劳完成智家居远程安监控线报警功
441 设计根原理
4411 PDU编码规
短信息技术开发现短信息控制方式包含Block Mode基ATText Mode基AT指令PDU Mode
Block模式需厂家驱动支持着技术开展两种模式取代Text模式拟简单发送中文短信息智家居软件设计中采基PDU模式该模式支持国家语言然包括中文智家居中采中文报警中文指令
PDU数包格式 发送短信数单位[7]中发送源 号码短消息效劳中心号码（SMSC）时间戳等压缩BCD码表示低位前高位PDU模式中采Bit7Bit8UCS2编码方式短消息发送容进行编码三种编码方式发送字符数分16014070
中Bit7编码发送普通ASCII字符0x000x7f表示128字符短消息报文8位字节传输必须8位码压缩成7位码实现方法 第二字符位 补充第字符前面第位 第三字符两位 补充第二字符前两位 次类推 相应字符串转换成十六进制
Bit8编码通常发送二进制数
UCS2编码发送Unicode字符固定16位两字节表示字符表示65535字符图411图412分接收发送短信报文格式
图411 接收短信报文格式
图412 发送短消息报文格式
实例发送短信时PDU码：
08 91 68 31 08 20 01 05 F0 11 00 0B 91 31 58 81 27 64 F8 00 00 00 06 C8 32 9B FD 0E 01
表46 发送PDU包解析
分段
含义
说明
08
SMSC址信息长度
8八位字节（包括91）
91
SMSC址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 08 20 01 05 F0
SMSC址
11
根参数（TPMTIVFP）
发送TPVF相格式
00
消息基准值（TPMR）
0
0B
目标址数字数
11位包括补足F’
91
目标址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 18 48 31 46 F9
目标址（TPDA）
00
协议标识（TPPID）
普通GSM类型点点方式
00
户信息编码方式（TPDCS）
7bit编码
00
效期（TPVP）
5分钟
06
户信息长度（TPUDL）
实际长度6字节
C8 32 9B FD 0E 01
户信息（TPUD）
Hello〞
实例二接收短信时PDU码
08 91 68 31 08 20 01 05 F0 84 0D 91 68 31 58 81 27 64 F8 00 08 30 30 21 80 63 54 80 06 53 4E 4E 1C 00 21
表47 接收短消息PDU包解析
分段
含义
说明
08
SMSC址信息长度
8八位字节（包括91）
91
SMSC址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 08 20 05 05 F0
SMSC址
84
根参数（TPMTIMMSRP）
接收更消息回复址
0B
回复址数字数
11十进制数（包括F’）
91
回复址格式（TONNPI）
国际格式号码（前面加+’）
68 31 58 81 27 64 F8
回复址（TPRA）
00
协议标识（TPPID）
普通GSM类型点点方式
08
户信息编码方（TPDCS）
UCS2编码
30 30 21 80 63 54 80
时间戳（TPSCTS）
2003312 083645 +8时区
06
户信息长度（TPUDL）
实际长度6字节
53 4E 4E 1C 00 21
户信息（TPUD）
华东〞
4412 AT指令
智家居中控制中心通串口MC35模块发送AT指令达控制目表48中系统中采AT指令
表48 系统采AT指令
AT指令
功
AT+CMGF0
选择短消息信息格式等0时PDU格式等1时文模式
AT+CNMI11001
设置短信达时动提醒
AT+CMGS？
发送短消息发送成功返回OK字符串
AT+CMGR
读取短消息读取成功返回+CMGR 0[id][content]
AT+CMGD
删短消息
442 软件实现
4421 PDU编码解码
短信PDU解码编码功智家居软件工程中CEncode类实现
CEncode类成员函数表49示：
表49 CEncode类方法
方法
备注
Int gsmString2Bytes（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
印字符串转换字节数
：C8329BFD0E01 > {0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}
int gsmBytes2String（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
字节数转换印字符串
：{0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01} > C8329BFD0E01
int gsmEncode7bit（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
7bit编码
int gsmDecode7bit（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
7bit解码
int gsmEncode8bit（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
8bit编码
int gsmDecode8bit（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
8bit解码
int gsmEncodeUcs2（const char* pSrc unsigned char* pDst int nSrcLength）
UCS2编码
int gsmDecodeUcs2（const unsigned char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
UCS2解码
int gsmInvertNumbers（const char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
int gsmSerializeNumbers（const char* pSrc char* pDst int nSrcLength）
两两颠倒字符串转换正常序字符串
Int gsmDecodePdu（const char* pSrc SM_PARAM* pDst）
PDU解码接收阅读短消息
int gsmEncodePdu（const SM_PARAM* pSrc char* pDst）
PDU编码编制发送短消息
该类中关键函数gsmDecodePdu函数gsmEncodePdu函数智家居中话框类CSmartHomeDlg中调调方法文予介绍gsmDecodePdu函数gsmEncodePdu函数分发短信时根PDU标准进行编码串口收PDU编码进行解码编码解码根头文件中定义短消息结构体进行取值填充定义关编码方式常量填充短消息数结构接收发送短信时
#define GSM_7BIT 0 7Bit编码方式
#define GSM_8BIT 4 8Bit编码方式
#define GSM_UCS2 8 UCS2编码方式
typedef struct {
char SCA[16] 短消息效劳中心号码（SMSC址）
char TPA[16] 目标号码回复号码（TPDATPRA）
char TP_PID 户信息协议标识（TPPID）
char TP_DCS 户信息编码方式（TPDCS）
char TP_SCTS[16] 效劳时间戳字符串（TP_SCTS） 接收时
char TP_UD[161] 原始户信息（编码前解码TPUD）
char index 短消息序号读取时
} SM_PARAM
4422 CEncode类成员函数作工作流程：
gsmDecodePdu（）函数接收阅读短消息输入源PDU串指针目标PDU参数指针返回户信息长度源PDU串印字符串C8329BFD0E01〞目标PDU参数字节数{0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}〞函数中较采类中印字符串转换字节数函数gsmString2Bytes短消息效劳中心〔SMSC〕回复号码字符处理程中根PDU串编码标准需描述SMSC字符串段进行两两颠倒掉颠倒字符串字符——F〞采类中gsmSerializeNumbers函数数离PDU串中描述短信编码位TPDCS规定数值进行表示7位码数值08位码4UCS2编码8等完成户信息进行应方式解码——7位解码工作流程图413示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图413 CEncode类gsmDecodePdu函数工作流程
gsmEncodePdu（）函数编制发送短消息输入源PDU参数指针输出目标PDU串指针返回目标PDU串长度源PDU参数字节信息{0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}目标PDU参数字节数C8329BFD0E01〞函数中较采类中字节数转换印字符串函数gsmBytes2String短消息效劳中心〔SMSC〕回复号码字符处理程中根PDU串编码标准需描述SMSC号码进行两两颠倒颠倒字符串加字符——F〞采类中gsmInvertNumbers函数根描述短信编码TPDCS规定数值进行表示7位码数值08位码4UCS2编码8等完成户信息进行应方式编码——7位编码工作流程图414示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图414 CEncode类gsmEncodePdu函数工作流程
gsmString2Bytes函数作印字符串转换字节数C8329BFD0E01 > {0xC8 0x32 0x9B 0xFD 0x0E 0x01}输入源字符串指针输出源字符串长度输出目标数指针返回目标数长度流程图图415示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图415 gsmString2Bytes函数工作流程
中两字符串整合成字节数C8〞转化0xC8〞第字符C〞字符转化十六进制左移四位成0xC0〞转换低四位进行相然计数器加2源字符串目标数指针移单位继续处理面字符直计数器值等处理源字符串长度处理数输出字符转化十六进制原理：数字字符0字符相减ASCII码差差字符表达数字字符8’转换成数字类型8二进制表示1000ABCDEF等字符A’ASCII码值相减加10表达十六进制数值F’减A’5加1015实质十六进制中F应十进制数15
gsmBytes2String函数功gsmString2Bytes函数相反工作流程图416示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图416 gsmBytes2String函数工作流程
中低四位字节数0x0f位四位表达数值0~15tab数组中tab[0]tab[15]应字符0’9’A’F’通算法达数值型字符型转换完成整条字节数字符串转换
gsmEncode7bit函数作7bit编码输入源字符串指针源字符串长度输出目标字符串指针目标编码串长度工作流程图图417示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图417 gsmEncode7bit函数流程
gsmDecode7bit函数7位码解码输入源编码串指针源编码串长度输出目标字符
串指针目标字符串长度流程图图48示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图418 gsmDecode7bit函数工作流程
gsmEncode8bit函数8位码编码计算机采8位码源编码串目标字符串致编码工作memcpy函数简单复制完成
gsmDecode8bit函数8位码解码gsmEncode8bit样需采简单复制区目标字符串末尾加＼0〞结束字符
gsmEncodeUcs2函数UCS2编码根PDU编码规UCS2码采16位双字节编码方式工作方式图419示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图419 gsmEncodeUsc2函数工作流程
gsmDecodeUsc2函数UCS2码解码工作流程图420示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图420 gsmDecodeUcs2函数工作流程
gsmEncodeUcs2函数gsmDecodeUcs2函数分作相反两API函数——MultiByteToWideCharWideCharToMultiByte函数作分短字符〔8位数表示字符〕转换宽字符〔16位数表示字符Unicode编码〕宽字符转换短字符
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图421 gsmInvertNumbers函数工作流程
4423 收发短信
〔1〕监听新短信
GSM模块连接串口短信监听实质串口监听具体新短消息监听流程图422示：
图422 新消息监听流程
中：
1〕AT+CMGF0——设置短消息容控制模式PDU模式
2〕AT+CNMI11011——设置短消息达动提醒功
3〕AT+CMGR[index]中index短消息SIM卡中址果读取成功应址中存信息返回CMGR 0[id][content]工选择读信息时候采语法index值改成短消息SIM卡中址假设短消息存返回ERROR
（2）发送短消息
CSmartHomeDlg类中必须短信编码解码类CEncodeSM_PARAM结构体进行实例化
CEncode m_encode
SM_PARAM param
填充机构体面句
nPduLengthm_encodegsmEncodePdu（¶mpdu）
短消息结构体进行PDU编码编码结果放入pdu数组中PDU长度返回nPduLength流程图图423示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图423 发送短信流程
45 图象采集模块
中星微摄头采中星微301PLUS快速控芯片该芯片款高性图压缩芯片输出MIPEG视频流数MIPEG（Motion JPEG）基静态视频压缩开展起技术特点根考虑视频流中帧间变化单独某帧进行压缩通常达6：1压缩率误差稳定性非常获取清晰度高视频图灵活设置路视频清晰度压缩帧数
451 摄头驱动程序
该摄头官方提供Windows CE环境驱动程序zc030xdllVC编程lib库文件zc030xliblib智家居工程属性中提供lib库文件导入提供函数
步骤：Project菜单>SmartHome Properties选择左边列表Configuration Properties>Linker>Input
导入lib库文件操作截图图424示：
图424 VS2005中添加lib库文件
图采集模块函数：
capInitCamera（）初始化视频设备获取前视频设备数目
capSetVideoFormat（）设置视频格式分辨率系统视频格式RGB24分辨率320×240素
capGetPicture（）获取摄头捕捉幅位图存入指定缓存中
capCloseCamera（） 关闭视频设备
452 视频捕捉视频信息传送
摄头工作流程初始化摄头捕捉视频关闭摄头等流程详细流程图425示：
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图425 摄头工作流程
中设置视频格式捕捉图象发送图象等步骤位线程CaptureThreadProc中该线程点击智家居系统应程序界面翻开摄头〞钮创立点击关闭摄头〞关闭
视频数分包发送视频监控功中关键步骤步骤里系统摄头采集视频数存储时数组中通时数组数分割完成数分包存储系统中视频数包1440字节系统运行测试中通断点调试方式知道摄头通capGetPicture（）函数获取帧图象信息概4000字节5000字节间连续发送四五数包幅画面数发送客户端
46 太网通信模块
智家居中嵌入式台充效劳器角色相应PC视频监控端充客户端角色效劳器端客户端间通信基TCPIP协议
461 TCPIP协议
Internet 关键底层协议网际协议通常称IP协议通遵守协议Internet成连接层次计算机网络IP协议TCPIP协议心脏计算机网络层中重协议IP协议帮助数找通目计算机路径[8]IP层接收网络接口层发送数包该数包发送更高层——TCP层相反IP层TCP层发送数包发送接口层——网络层更低层IP数包IP协议没做事情确认数包序完整性IP数包中包含发送数包计算机IP址〔源址〕接收数包计算机IP址〔目标址〕
TCP协议IP数包中封装TCP数包进行排序错误检查TCP数包包括序号确认根信息未正确排序数包进行排序损坏包求进行重传处理完数发送更高层应程序应程序轮流信息发TCP层TCP层数发送IP层通设备驱动物理介质〔网线〕等发送目标计算机图426示
应层协议〔 FTP等〕
传输控制协议TCP
网间协议IP
太网驱动程序
硬件太网接口
图426 IP层太网驱动器TCP层应程序层通信
462 软件实现
TCP通信发生两端点两套接字〔Socket〕间[8]Socket端口号IP址Socket成两程序进行通讯连接中端点程序段信息写入Socket中该Socket段信息发送外Socket中段信息传送程序中
智家居系统效劳端TCP编程流程：
〔1〕TCP效劳器声明SOCKET类型全局变量m_Socket
〔2〕通bind函数绑定址
〔3〕Listen函数进行监听客户端连接
〔4〕客户端请求时套接字采Accept函数接受客户端请求
〔5〕效劳端新添加单独套接字客户端进行通讯
假设流程图表示图427示
基流程原理VS2005中新添加两类——CTCPServer_CECTCPCustom_CE中CTCPServer_CE类开启关闭TCP效劳翻开监听套接字事件线程CTCPCustom_CE翻开套接字关闭套接字客户端发送数等
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图427 TCP效劳工作流程图
初始化阶段调WSAStartup（）函数应程序初始化Windows Socket DLL调成功应程序采Windows Socket中关API函数程序中建立监听网络Socket定义采通讯协议——TCP协议完成操作函数socket（）原型：
SOCKET PASCAL FAR socket（ int af int type int protocol ）
中第二形参指定套接字通信类型typeSOCK_STREAM时遵TCP协议通信假设遵UDP协议应设置SOCK_DGRAM智家居中采前者
根流程接绑定IP址端口址端口客户端连接目标通调bind（）函数完成操作bind（）函数原型
int PASCAL FAR bind（ SOCKET s const struct sockaddr FAR *nameint namelen ）
中s操作Socket象nameARM端IP址namelenIP址长度
监听网络局部ARM效劳器端建立监听队列接受客户端连接请求listen（）函数完成操作
int PASCAL FAR listen（ SOCKET s int backlog ）
s操作Socketbacklog连接数系统中设置8
客户端发出连接请求时ARM客户端调accept〔〕函数完成完整连接操作
智家居系统软件设计中监听太网通线程实现
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图428 TCP读线程工作流程
47 PC端视频监控模块
该模块采Delphi7 企业版编写Borland公司推出全新视化编程环境快速方便桌面Windows应程序开发工具[9]综合Windows图形界面许特性设计思想采面象编程语言Delphi中提供包含TCP通信控件许控件开发员够快速构建实现应软件系统基特点PC客户端采Delphi编写
PC端处TCPIP网络中客户端网络通信Delphi中TCPClient控件完成TCPClient控件需完成操作：
1） 翻开通信信道连接智家居ARM效劳器端特定端口
2） 效劳器发送效劳请求报文等接收应答反复
3） 请求结束关闭通信通道终止通讯
步骤建立PC端视频监控程序界面图429示
图430示客户端工作流程
图429 PC端视频监控程序界面
A翻开Delphi7集成环境系统动新建工程
B窗体中拖入Standard控件工具箱button控件三label控件2Edit控件两GroupboxAdditional工具箱里Image控件Internet工具箱里TCPClient控件
C设置控件属性表410示
表410 PC端视频监控软件控件设置情况
控件种类
名称
属性设置
窗体
窗体
caption视频监控PC端〞
钮
设置
caption设置〞nameBtnSetting〞
开启视频
caption开启视频〞nameBtnOpenCamera〞
关闭视频
caption关闭视频〞nameBtnCloseCamera〞
标签
方IP：
caption方IP：〞nameLabel1〞
方端口：
caption方端口：〞nameLabel2〞
编辑框
IP
nametxtIP〞text192168056〞
端口
nametxtPort〞text9000〞
TCPClient
Host192168056〞Port9000〞
图框
nameVideoFrame〞height240〞width320〞
中Image控件显示视频次显示帧静态图象眼视觉暂留效应图象更新拟快眼起动态图象界面中文框控件方IP址端口号改变情况通输入IP号端口号点击设置钮改变TCPClient控件Host属性〔指定方IP〕Port属性〔指定方端口〕翻开太网通信通道ARM效劳端进行连接请求
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图430 PC客户端工作流程
程序设计中采Delphi中TJpegImage象TMemory象TMemory象存储TCP层发送应层数包包含数接收完数包程序创立TJpegImage类型象jpgjpg通LoadFromStream（）方法装载缓区中数窗体VideoFrame图片控件显示出
48 家电控制传感器模块
该模块中家电控制传感器报警模块托89C51单片机丰富IO口完成传感器报警状态通RS232串口ARM发送相应字符串ARM端应程序进行解析类似ARM端通串口发送指定格式字符串单片机串口串口翻开相应LED表示应家电电源翻开
481 单片机串口配置
智家居系统家电控制板中单片机串行口通信采10位帧工作方式110位中包括1起始位8位数位1停止位[10]
起始位
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
停止位
图431 单片机串行工作方式1帧格式
根串口协议串口工作方式1中数发送方法发送存放器〔SBUF〕中发送条8位数硬件动前面参加起始位面加停止位构成完整帧格式数串口TXD输出输出完帧数TXD输出线保持高电SCON存放器TI位置位1通知CPU发送帧数
接收数时SCON存放器REN位设1串口采样RXD针脚RXD高电低电状态跳变时单片机识出起始位达移位脉控制读完数位存入接收存放器中直停止位达置位RI中断标志位单片机CPU数取走
智家居系统中规定单片机波特率9600bps应软件中串口设置相应够ARM正常通信波特率单片机定时〔计数〕器T1计数溢出率决定
单片机扩展板中采110592MHz晶振计算定时器计数初值：
〔41〕
中smod0波特率倍增PCON00H
定时器1选择方式2作工作方式种工作方式16位计数器T1分成两局部中高8位TH1作预置存放器初始化时计数初值分存入TH1TL1中两者容相计数溢出时预置存放器TH1计数初值直接TL1加载样防止程序中反复存储计数初值进步提高定时精度保证串行接口波特率稳定时保证串口通信稳定性
482 串口通信定义约定
便单片机ARM间通讯信息解析特定义定义信息交流格式约定
A 传感器报警字符串图432示
##
1
报头
传感器编号
图432 传感器报警字符串格式
该字符串传感器报警时单片机ARM串口发送字符串四位传感器报警时发送字符串区第四位家电控制板三钮模拟三传感器传感器编号123传感器2报警时发送##2〞字符串ARM
B 家电控制字符串图433示
1
1
1
1
报头
家电1标志位
家电2标志位
家电3标志位
家电4标志位
图433 家电
控制字符串格式
该控制字符串五位包含报头’字符四位分表示家电标志位控制家电电源开关应位进行置位〔设1〕重置〔设0〕启动家电14保持23关闭状态单片机发送1001〞字符串
483 单片机程序流程
单片机程序采C语言编写单片机工作流程图4示中单片机初始化包括定时方式控制存放器初始化定时计数器1初始化串口工作方式初始化波特率设置等
传感器状态字符串信息发送程中采逐字发送方式发送字符串串口工作方式1约束次发送数8位字节字符次发送完字符发送中断标志位TI置位1时发字符直四字符发送完毕
图434图435分单片机程序流程查询传感器状态程序流程
N
N
N
Y
Y
Y
N
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图434 单片机工作程序流程 图435 单片机查询传感器状态程序流程
串口信息达时单片机进入串口中断运行中断效劳程序工作流程图435示
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图436 串口中断效劳程序流程
484 ARM端控制报警流程
SHAPE ＼* MERGEFORMAT
图437 ARM端控制报警流程
智家具系统ARM端应程序中报警状态时界面应图片控件会闪烁绿色红色反复变换图片闪烁采VC++里媒体定时器Timer完成报警状态时启动定时器根报警标志全局变量数值相应图片控件进行次颜色变换定时器时时触发OnTimer（）事件应图片控件进行图象变换
5 系统测试
51测试环境
PC操作系统：Microsoft Windows XP Profesional SP2
软件开发测试台： Visual Studio 2005 + XSBase270 SDK
+ ActiveSync45
嵌入式硬件台：XSBase270实验箱
嵌入式操作系统台：Microsoft Windows CE 50 net
52 测试步骤
〔1〕测试视频捕捉视频远程监视模块
摄头插入XSBase270实验箱USB接口翻开电源钮启动Windows CE操作系统识USB设备——摄头图51示稍安装驱动程序
图51 操作系统识USB设备
翻开Windows CE控制面板图52示新建基COM2〞端口网络连接——连接〞该连接采115200波特率数位8位停止位1位数流控制图53示控制面板中PC连接设置连接〞图54示
图52 Windows CE 控制面板
图53 连接〞属性
图54 修改默认PC连接
USB线插入位XSBase270扩展板USB_SLAVE口端连接PC机USB口稍PCActiveSync文件步软件动识XSBase270移动设备Windows CE务栏出现已连接〞图标图55示PC端建立PCXSBase270移动设备合作关系ActiveSync软件显示已步字样图55示
图55 建立文件步合作关系程序界面
ActiveSync软件摄头驱动程序ZC030xdll文件传输实验箱Windows文件夹图51示窗口中输入ZC030xdll〞系统安装摄头驱动
PC机IP址设19216801够IP192168056XSBase270网络段视频数够正确PC接收标准超五类线插入XSBase270板太网接口端PC网卡接口相连接
利Visual Studio 2005 翻开智家居解决方案SmartHomesln点击运行Visual Studio 2005动程序SmartHomeexe载XSBase270实验箱中运行点击开始监听〞钮运行界面图56示：
图56 智家居软件界面
PC端翻开视频监视工具输入正确ARM端IP正确端口点击设置〞钮时ARM端点击翻开摄头〞PC端点击开始监视〞PC端ARM端摄头捕捉图象图57示
图57 PC端视频监控画面
〔2〕验证CEncode类行性
属CEncode类两文件——EncodehEncodecpp文件移植PC机台利VC++ 60编写采该类进行PDU编码解码测试程序通该程序 发送短信读取 SIM卡里信息验证CEncode类程序PDU码解码编码行性测试程序界面图58示
SIM卡插入GSM模块卡槽全功串口线连接GSM模块PC机插入模块附带9V变压器模块供电
启动测试软件设置效劳中心号码目标号码进行发送短信测试读取短信测试结果证实该软件GSM模块协工作正常CEncode类
图58 PDU编码
解码测试程序
〔3〕验证家电控制板性
标准串口线连接家电控制板PC机串口调试助手〞软件进行串口读写操作家电控制板输入形0001〞字符串观察否启动应LED样应传感器〞钮观察PC机否收正确字符串测试家电控制板够正常运行
6 总结展
毕业设计解嵌入式开发根流程通编写众程序强化编程力加深计算机语言理理解
时间缺乏精力够原智家居系统功设计够完善未时间充裕技术更成熟情况功设计更加完善：
〔1〕GSM模块家电控制板ARM协合作
〔2〕图象捕捉算法优化太网数传输优化
〔3〕户界面友度强化户访问权限控制权限设计
〔4〕系统运行信息实时保存传感器报警记录户登陆控制记录等
声明
郑重声明：呈交学位文文中已注明引容外文包含集体已发表撰写作品成果研究作出重奉献集体均已文中明确方式标明完全意识声明法律结果承含息
参考文献
[1]资料光盘XSBase270说明书
[2]傅曦齐宇嵌入式系统Windows CE开发技巧实践[M]北京化学工业出版社2004年200页
[3]张冬全谭南林王雪海焦凤川Windows CE实开发技术[M]北京电子工业出版社2006年14页
[4]资料光盘EELiod for WinCE v10pdf[M]2006124
[6]张冬全谭南林王雪海焦凤川Windows CE实开发技术[M]北京电子工业出版社2006年14页
[7]车雄赵彦敏 基串口 收发短信设计方法[J] 福建电脑2006年第2期49页50页
[8]Jan Axelson嵌入式EthernetInternet通信设计技术 [M] 北京北京航空航天学出版社
[10]李广弟朱月秀冷祖祁单片机根底[M]北京北京航空航天学出版社：163页
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
