基于STM32智能家居系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

　　CAN總線通信具有較高的通信速率、高可靠性、便于連接和性價比高的優(yōu)勢，它因為高速網(wǎng)絡以及作為較低成本的各種網(wǎng)絡而普及應用。由于智能家居系統(tǒng)的通信是在家庭供電線路的復雜電磁干擾中，本系統(tǒng)采用一種CAN雙絞線轉換器，組成一個家電通信網(wǎng)絡，足夠可靠地應用于強干擾的惡劣環(huán)境中。

　　3智能家居系統(tǒng)軟件設計

　　智能家居其中一個重要目的是為了實現(xiàn)舒適便捷的家居生活，因此必須設計一套用戶體驗良好的上位機操作界面，包括電腦端對智能家電的詳細設置，以及能體現(xiàn)出手機便捷性對家電基本控制需求的Android客戶端應用程序。其主要軟件設計流程如圖2所示。系統(tǒng)任務的實現(xiàn)由兩個不同的線程實現(xiàn)：網(wǎng)絡通信用的NetStream程序和本地數(shù)據(jù)處理的程序。

　　圖2 上位機軟件設計流程

　　本地數(shù)據(jù)處理程序根據(jù)任務又分為以下兩部分：用戶操作響應部分，視頻流數(shù)據(jù)處理部分。用戶操作響應部分主要負責采集用戶對上位機軟件按下的按鈕、輸入的命令等數(shù)據(jù)，并將這些采集到的數(shù)據(jù)進行運算和處理，得到結果后再進行加密并編碼，最后加載到網(wǎng)絡流上，自動通過網(wǎng)絡發(fā)送到下位機。視頻流數(shù)據(jù)處理部分則是智能家居安防監(jiān)控功能的承載，上位機的軟件定時器產(chǎn)生一定時間間隔的溢出中斷后，通過TCP連接到路由器，賬號和密碼驗證無誤后，即可獲取監(jiān)控攝像頭每一幀JPEG格式的圖像信息，經(jīng)過處理，可將這些JPEG圖像信息合成24幀每秒顯示在上位機界面上，由于人眼的視覺暫留效益(Persistence of vision)，這些連續(xù)的圖像可以被看成是達到了流暢的視頻效果。

　　NetStream部分則主要是解決上位機與下位機通信的問題。智能家居系統(tǒng)的安全是一個很重要的問題，建立一個穩(wěn)定安全的連接就顯得尤為重要。本系統(tǒng)采用一種SSL加密的TCP/IP協(xié)議。SSL又叫“安全套接層(Secure Sockets Layer)協(xié)議”，是一種在客戶端和服務器端之間建立安全通道的協(xié)議，充分保證了系統(tǒng)通信過程的安全。

　　4智能家電網(wǎng)絡的構建

　　為了實現(xiàn)對智能家電控制的目的，就必須要將各個家電進行聯(lián)網(wǎng)，本系統(tǒng)的下位機家電網(wǎng)絡包括CAN總線網(wǎng)絡，2.4G射頻無線網(wǎng)絡以及視距紅外無線網(wǎng)絡。同時應用了這3種通信網(wǎng)絡，同時具備了智能家居網(wǎng)絡的可靠性好，連接方便，通用性強等優(yōu)點，彌補了單一通信方式的局限性，若能合理安排組建網(wǎng)絡，將會有效地降低系統(tǒng)成本。

　　下位機軟件部分最重要的一個功能，就是接收到上位機發(fā)送過來的帶有加密的數(shù)據(jù)后進行處理。數(shù)據(jù)解密后，是一個帶有功能描述與對應參數(shù)的字符串，為了方便程序的編寫，需要將字符串中的參數(shù)部分由連續(xù)且未知長度的數(shù)字轉化為整形變量儲存在內(nèi)存中，實現(xiàn)的代碼如下：