基于AVR单片机的网络智能家居系统29888.docx

密级： 无 硕 士 学 位 论 文 论文题目基于AAVR单片机机的网络智能能家居系统作者姓名 王璋璋 指导教师 杨枨 副教授 学科(专业) 软件工程 所在学院 软软件学院 提交日期 20008-05-20 A Disssertaation Submiitted to Zhhejianng Univeersityy for the DDegreee of Masteer of EnginneerinngTITLE: Net SSmart Home Systeem Bassed onn MCU AVR Author: Waang ZhhangSuperviisor: Proffessorr Yangg ChenngSubjectt: Softwware PProjecctCollegee: Coollegee of SSoftwaare TechnnologyySubmittted Daate: May 20, 20008 摘要本课题来自本文文作者为宁波波某公司开发发的智能门禁禁系统的改进进版本。项目目的原始要求求是做一个普普通的楼房门门禁系统，用用户可以通过过该系统进行行呼叫、接听听、开门等操操作。在项目目开发后期，投投资商提出为为下一步开发发作出研发性性的要求。其其具体要求为为：在原来的的基础上，对对通讯方案和和功能作出重重大的改动。把把原来的近距距离通讯改为为远程通讯；简单的呼叫叫功能改为智智能远程控制制；用户的界界面采用最常常用的PC机机。这样就使使得系统拥有有了更高的科科技性和实用用性，并且具具有挑战性，项项目的可持续续发展能力得得到了显著的的提高。本课题的主要工工作分以下三三个部分：1) 下位机的功能模模块：下位机采用AVVR单片机作作为核心部件件，担当智能能家居系统主主控制器的中中央处理部件件。在本系统统中采用288引脚的ATTmega88L。它体积积小，价格低低，速度又和和其它芯片一一样快，非常常适合做小型型的开发。把网络通讯芯片片连接到AVVR单片机的的SPI口上上，通过高速速的串行通讯讯来交换网络络传输的数据据。在本系统统中使用新颖颖的ENC228J60芯芯片作为网络络通讯器件，该该器件功能全全面，接口方方便，有着先先天的优势。用AVR的普通通引脚模拟一一个USB的的通讯端口，作作为从器件和和PC机进行行通讯，用来来对智能家居居系统主控制制器的初始化化配置。由于于不使用额外外的芯片，在在功耗上、成成本上、尺寸寸上，都可以以进行一定程程度的压缩。2) 下位机和上位机机的通讯模块块：硬件上：使用EENC28JJ60快速以以太网通讯芯芯片作为通讯讯模块的设备备，连接到AAVR单片机机，通过SPPI接口来进进行通讯。软件上：ENCC28J600芯片是一块块底层的芯片片，工作在链链路层。所以以，它的通讯讯最基本单位位为MAC帧帧，用户需要要自行编写驱驱动程序来对对其进行控制制。在封装好好MAC帧以以后，再进行行ARP地址址解析协议的的编写，然后后加入IP包包、UDP包包。总共进行行三层驱动的的封装。3) 上位机的功能模模块：PC机上需要完完成的工作须须要和下位机机的功能一一一对应，主要要制作的是串串口和USBB通讯两个模模块。串口模块制作相相对简单。UUSB模块需需要编制Wiindowss驱动程序，工工作相当冗长长，且没有太太多的扩展价价值，所以使使用国际通用用的驱动程序序。即使如此此，USB驱驱动程序的理理解和使用，仍仍然是需要展展开研究的一一个单独功能能块。另外，在硬件驱驱动完备的情情况下，还需需要制作应用用软件的开发发。在制作成功的情情况下，本系系统被杭州环环亚多媒体公公司所采纳，将将其应用到智智能小区和博博物馆建设中中去，已经得得到了用户的的充分认可和和接受，完全全达到了用户户预期的效果果。在具体应应用中，对智智能化小区和和博物馆管理理，起到了高高效、廉价的的双重作用。我我们会按用户户的实际需求求变更而开发发更多、更具具体的产品。本系统无论从理理论上还是实实际上，都满满足了客户的的研发和实际际需要，从理理论角度讲，本本系统采用了了一系列高效效率、低成本本的策略，使使得系统的拥拥有很高的理理论价值；从从实际出发，该该系统只要进进行包装整合合，就可以成成为一种产品品，其低廉的的价格，可以以被广大群众众所接受。关键词智能家家居，JTAG，ISP，UDP数据据报AbstracctThe autthor oof thiis toppic frrom a compaany inn Ninggbo foor thee deveelopmeent off inteelligeent acccess contrrol syystemss to iimprovve thee verssion. The ooriginnal reequireementss of tthe prrojectt is tto do an orrdinarry buiildingg acceess coontroll systtems, userss can make callss throough tthe syystem to reeceivee, opeened tthe dooor, aand otther ooperattions. In tthe laatter part of prrojectt deveelopmeent, iinvesttment made to deevelopp a reesearcch andd deveelopmeent foor thee nextt stepp of tthe reequestt. Itss speccific requiiremennts foor: thhe oriiginall on tthe baasis oof thee commmunicaationss proggrammees andd funcctionss to mmake ssignifficantt channges. The ooriginnal cllose-uup commmuniccationns to remotte commmuniccationns; siimple call to fuunctioon smaart reemote contrrol, tthe usser innterfaace ussing tthe moost coommonlly useed PC. Thiss makees thee systtem haas a hhigherr techhnologgy andd praccticallity, and cchalleengingg, thee projject'ss capaacity for ssustaiinablee deveelopmeent haas beeen siggnificcantlyy imprroved. The maiin toppic off thiss workk poinnts thhe folllowinng thrree paarts: 1) The crew of thhe funnctionnal mooduless: The creew useed AVRR micrroconttrolleer as the ccore ccomponnents, inteelligeent hoome syystemss playy a maain coontrolller oof thee centtral pprocesssing compoonentss. In the ssystemm usedd in 228-pinn ATmeega8L. Its smalll sizee, loww pricces, sspeed is ass fastt and otherr chipps, iss suittable for ssmall-scalee deveelopmeent. The nettwork commuunicattions chip conneected to thhe AVRR micrroconttrolleer on the SSPI moouth, throuugh hiigh-sppeed sseriall commmunicaation netwoork too exchhange data transsmissiion. IIn thee systtem ussed inn the new cchip aas thee ENC228J60 netwoork coommuniicatioons deevicess, thee deviice feeaturees a ccompreehensiive annd connvenieent innterfaace, hhas innherennt advvantagges. AVR witth a ssimulaation of thhe orddinaryy pin USB ccommunnicatiions pports, as ffrom tthe deevice and PPC commmuniccationns, inntelliigent home systeems foor thee mainn conttrolleer of the iinitiaal connfigurrationn. As the nnon-usse of addittionall chipps, inn poweer connsumpttion, cost, sizee, cann be aa certtain ddegreee of ccompreessionn. 2) The crew and tthe hoost coomputeer commmuniccationn moduules: Hardwarre: thhe usee of EENC28JJ60 Faast Ettherneet commmuniccationns chiips ass commmunicaationss equiipmentt moduules, conneected to thhe AVRR micrroconttrolleer, thhroughh the SPI iinterfface ffor coommuniicatioon. Softwarre: ENNC28J660 thee botttom off the chip is a chip, workking iin thee linkk layeer. Thherefoore, iit's tthe moost baasic uunit oof commmuniccationn MAC framee, useers neeed too preppare ddriverrs to gain contrrol ovver itt. MACC in tthe frrame aafter a goood pacckage, and ARP AARP foor thee prepparatiion, aand thhen jooin thhe IP packeet, UDDP pacckets. A tootal oof a tthree-tier driveer pacckage. 3) PC ffunctiion mooduless: On a PCC needds to be doone too the crew and tthe fuunctioon of one-tto-onee, is mainlly prooducedd by tthe twwo serrial aand USSB commmuniccationns moddule. Serial produuctionn of rrelatiively simplle moddules. USB modulle reqquiress the prepaaratioon of Windoows drriverss, lenngthy work, and do noot havve mucch of the eexpanssion oof vallue, sso usee inteernatiional driveers. EEven sso, USSB driiver'ss undeerstannding and uuse off reseearch is sttill nneededd a seeparatte funnctionn blocck. In addiition, harddware driveers coomplette thee circcumstaances, alsoo needd to pproducce appplicattion ssoftwaare deeveloppment. In the produuctionn of ssuccesssful casess, Hanngzhouu, rouund-thhe sysstem wwas addoptedd by tthe muulti-mmedia compaanies, its appliicatioon to the IIntellligentt Commmunityy and the bbuildiing off the museuum, thhe useer hass beenn fullly reccognizzed annd accceptedd, thee userr fullly mett the desirred reesultss. In speciific aappliccationns, thhe Inttelliggent CCommunnity aand muuseum managgementt, plaayed aa highhly effficieent, llow-coost duual roole. WWe willl chaange tthe usser's actuaal neeeds annd thee deveelopmeent off moree and more speciific pproduccts. Whetherr the systeem in theorry or in prracticce, too meett the cliennt's RR & D and aactuall needds, frrom thhe theeoretiical ppoint of viiew, tthis ssystemm usess a seeries of hiigh effficieency, low-ccost sstrateegy, mmakingg the systeem hass a hiigh thheorettical valuee fromm the realiity Sttartinng thee systtem foor as long as thhe pacckaginng inttegrattion, can bbecomee a prroductt, itss low pricee, cann be aacceptted byy the massees.Key worrds: Smarrt Homme, JTAGG, ISP, UDP diagrram目录摘要iAbstracctiii图目录IV第1章 绪论11.1 研究背背景11.1.1 智智能家居系统统的国内外现现状21.1.2 智智能家居系统统的一般解决决方案31.1.3 基基于网络的智智能家居系统统41.2 研究内内容51.3 研究目目标71.4 本文结结构组织71.5 本章小小结8第2章 系统框框架和AVRR核心板开发发92.1 系统总总体框架和接接口设计92.2 AVRR单片机介绍绍102.3 选用AAVR单片机机的原因112.4 AVRR调试工具ATTmega116/32 核心板开发发112.5 本章小小结16第3章 基于EENC28JJ60的网络络模块设计173.1 引言173.2 相关工工作173.3 ENCC28J600芯片介绍173.3.1 EENC28JJ60芯片概概述173.3.2 EENC28JJ60外部连连接方案203.4 网络模模块开发方案案253.5 底层驱驱动方案293.5.1 EENC28JJ60存储器器构成293.5.2 EENC28JJ60控制寄寄存器303.5.3 以以太网缓冲器器313.5.4 PPHY和MII寄存器器323.5.5 SSPI通讯接接口323.5.6 EENC20JJ60底层驱驱动的编程接接口333.6 UDPP数据报封装装353.6.1 TTCP/IPP协议简介353.6.2 网网络接口层设设计363.6.3互联联网层设计403.6.4传输输层设计443.7 本章小小结46第4章 USBB数据通讯方方案474.1 引言474.2 相关工工作474.3 USBB的功能以及及工作方式474.3.1 UUSB功能简简介474.3.2 UUSB数据传传输细节484.3.3 UUSB开发方方案介绍494.4 下位机机软硬件开发发514.4.1 下下位机硬件系系统514.4.2 下下位机软件系系统534.5 上位机机软件开发以以及驱动应用用554.5.1 上上位机软件开开发框架554.5.2 UUSB驱动程程序应用554.5.3 UUSB应用程程序开发574.7 本章小小结58第5章 外部设设备驱动方案案595.1 引言595.2 相关工工作595.3 外围设设备的继电器器驱动方案595.3.1 继继电器简介595.3.2 继继电器的单片片机驱动方案案605.4 红外数数据收发方案案605.5 本章小小结61第6章 系统实实现和测试626.1 引言626.2 相关工工作626.3 AVRR单片机核心心板的测试636.4 ENCC28J600网络通讯板板的测试646.5 USBB通讯模块的的测试676.6 继电器器和红外模块块的测试686.7 本章小小结69第7章 总结与与展望707.1 本文完完成的主要研研究工作707.2 本文的的主要贡献以以及创新点707.3 进一步步的研究工作作71参考文献722攻读硕士学位期期间主要的研研究成果75致谢76图目录图2.1 系统统总体框架和和接口设计图图9图2.2 系统统复位电路图图12图2.3 晶振振电路图13图2.4 JTTAG仿真接接口电路图14图2.5 基于于AVR的ATmegga32单片片机核心板15图2.6 核心心板对外接口口15图3.1 ENNC28J660芯片图18图3.2 典型型的ENC228J60外外部接口方案案图20图3.3 外部部晶振连接图图21图3.4 磁性性元件、端接接元件和其它它外部元件图图22图3.5 I/O电平转换换图23图3.6 LEED工作方式式配置图24图3.7 LEED工作方式式配置图25图3.8 网络络模块的外部部接口以及电电源部分26图3.9 网络络变压模块27图3.10 完完整的网络模模块解决方案案28图3.11 EENC28JJ60存储器器构成29图3.12 EENC28JJ60控制寄寄存器30图3.13 以以太网缓冲器器31图3.14 SSPI通讯指指令图32图3.15 TTCP/IPP协议层次图图35图3.16 EENC28JJ60的MAC帧规范范图37图4.1 AVVR USBB硬件原理图图51图4.2 AVVR USBB硬件PCB图52图4.3 PRROG_ISSP烧写软件件界面53图5.1 继电电器驱动连接接图60图5.2 红外外载波发射图图61图6.1 AVVR单片机核核心板测试图图63图6.2 ENNC28J660网络通讯讯板图64图6.3同网段段的UDP数据报报收发测试图图65图6.4不同网网段的UDPP数据报收发发测试图66图6.5 USSB通讯模块块图67图6.6 USSB通讯模块块数据收发测测试图68图6.7 红外外数据收发测试图69第1章 绪论1.1 研究背背景智能家居是以住住宅为平台，兼兼备建筑、网网络通信、信信息家电和自自动化设备，是是集系统、结结构、服务、管管理为一体的的高效、舒适适、安全、便便利和环保的的居住环境。它它不仅具有传传统意义上的的居住功能，为为人们提供安安全舒适的家家庭生活空间间，而且可以以通过高科技技把智能引进进您的家庭，为为您提供全方方位的信息交交换功能，使使家庭与外部部保持信息交交流畅通，为为人们更有效效合理的安排排时间，增强强家居生活的的安全性，以以及节约能源源和资金。提到智能化家居居，人们立刻刻会联想到网网络。冰箱上上网、洗衣机机上网、电视视机上网、微微波炉上网。开开发者高举智智能家居大旗旗，使网络家家电可以使生生活达到全数数字化，让人人们感到轻松松方便。智能能家居当然不不止是这些。具具体到一个智智能家居的住住宅里，它包包括了家中的的安防系统，智智能照明系统统，家庭智能能化集成系统统，家庭自动动化控制系统统和家庭多媒媒体娱乐系统统等等。这些些智能的功能能不是您家中中的电器有多多豪华、有多多昂贵就可以以实现的，而而是在于您家家中的这些装装置是否具有有真正的智能能。在国内外市场中中广泛地存在在着各种智能能家居系统的的雏形，例如如：小区门禁禁系统、小区区智能停车系系统、家庭防防盗系统等。但但是，目前存存在的智能家家居系统存在在着一系列的的问题：1) 两极分化严重：智能家居系系统的定位问问题十分突出出，很多高端端的产品并不不能被绝大多多数的普通用用户接受；而而低端的产品品使用的技术术陈旧、功能能单一，不能能够满足许多多场合的要求求。2) 系统资源存在着着极大的浪费费：许多高端端产品盲目追追求先进的技技术，使用了了很多最新的的设备，而这这些新的设备备具有的强大大功能却往往往会产生资源源浪费和不稳稳定性。如何何寻找最物美美价廉的解决决方案是必须须的。3) 高性能处理器的的降价：随着着ARM系列列处理器不断断推出新产品品，老的芯片片价格不断下下跌，但是高高昂的成本使使得ARM处处理器和单片片机的价格仍仍然存在着非非常大的差距距。许多外围围器件的选用用也可以使开开发难度和开开发成本产生生显著的变化化。4) 选用合适的芯片片：由ATMMEL公司生生产的AVRR单片机拥有有高性能的RRISC核心心，完全可以以符合大部分分的场合。而而Microochip公公司生产的新新型ENC228J60芯芯片则比传统统的网络通讯讯芯片有着开开发难度和价价格上的优势势。因此，基基于网络的智智能家居系统统解决方案，是是可行的。本课题来自本文文作者为宁波波某公司开发发的智能门禁禁系统的改进进版本。项目目的原始要求求是做一个普普通的楼房门门禁系统，用用户可以通过过该系统进行行呼叫、接听听、开门等操操作。在项目目开发后期，投投资商提出为为下一步开发发作出研发性性的要求。其其具体要求为为：在原来的的基础上，对对通讯方案和和功能作出重重大的改动。把把原来的近距距离通讯改为为远程通讯；简单的呼叫叫功能改为智智能远程控制制；用户的界界面采用最常常用的PC机机。这样就使使得系统拥有有了更高的科科技性和实用用性，并且具具有挑战性，项项目的可持续续发展能力得得到了显著的的提高。1.1.1 智智能家居系统统的国内外现现状由于中国的居住住模式和文化化与发达国家家有很大的区区别，所以智智能家居在中中国的发展也也体现出其独独具的特色。中中国人口众多多，城市住宅宅建设也多选选择密集型的的住宅小区方方式，因此很很多房地产商商会站在整个个小区智能化化的角度来看看待家居的智智能化，也就就出现了目前前一统天下、无无所不包的“智能小区”的模式。而欧美由于独体体别墅的居住住模式流行，因因此住宅多散散布城镇周边边，没有一个个很集中的规规模，类似国国内的“住宅小区”这样规模的的居住区较少少，因此，国国外的住宅多多与市政系统统直接相同。这这一点也可解解释为什么美美国仍盛行AADSL、CCable Modemm等宽带接入入方式，而国国内光纤以太太网到小区、到到楼的发展已已经如火如荼荼。因此欧美美的智能家居居多独立安装装，自成体系系，比如美国国的X10，欧欧洲的EIBB协议（包括括澳洲的C-BUS）等等都是以独立立的家庭为目目标设计的。而而国内习惯上上将智能家居居当作智能小小区的一个子子系统来考虑虑，这种做法法在智能家居居概念初始引引进阶段应该该说还是可行行的，但随着着智能家居的的推广与需求求的不断深入入，人们开始始“拷问”智能家居的的真正意义与与价值时，才才发现“人性化“与“个性化”是智能家居居的意义所在在。因此，智智能家居势将将从现在的“千家一面”的一统模式式中独立出来来，成为一个个可完全由业业主自行选配配的个性张扬扬空间。目前国内的智能能家居产品应应用技术基本本上都是从先先进发达国家家引进，由国国内自主开发发的技术不多多，由于昂贵贵的技术专利利费等因素，导导致生产成本本较高。而且且高端的智能能家居产品厂厂家基本以国国外厂商为主主，国产的智智能家居产品品贵几倍甚至至几十倍，更更使普通大众众的智能家居居产品购买力力望尘莫及。以以美国ABBB、德国莫顿顿，美国GEE、美国HOONEYWEELL、奥洲洲奇胜等为代代表，一般别别墅配置价基基本最少100万元，舒适适型一般都需需要几十万元元，这些产品品目前主要为为顶级富翁服服务。自1998年，国国内开始提出出“智能家居”这个概念，同同时通过社会会的热炒，人人们已对智能能家居有了一一定的认识，但但由于没有真真正适合市场场的产品，所所以真正的应应用并没有太太大的突破，倒倒是智能家居居里最重要的的组成部分家家居安防及小小区安防得到到了迅猛的发发展，而且技技术上明显表表现为以智能能防范小区嵌嵌套智能防范范家居的特点点，这种技术术特点目前已已广泛地被市市场接受，同同时亦显现出出其无比的竞竞争优越性。随随着近年网络络技术的日趋趋成熟和发展展，更高层次次的基于TCCP/IP协协议的数字社社区及所捆绑绑的智能家居居结构特点的的应用，正浮浮出水面，并并迅速被市场场所接受，可可以说，真正正意义的智能能家居，正迎迎来市场的大大发展阶段。1.1.2 智智能家居系统统的一般解决决方案1) 采用电话线路：该方案利用用原有的电话话线路，通过过固定电话或或者手机拨打打家里的电话话来进行远程程控制智能家家居系统。其其优势是造价价便宜，使用用方便。但是是需要对原有有的电话线路路进行改装，在在使用上造成成了许多不便便。所以，一一般家庭对其其的接受程度度大打折扣，实实际使用非常常少。2) 采用无线传输：采用无线传传输的方案有有着其先天的的优势，由于于采用高频传传输模块，传传输距离和速速度存在着一一定的优越性性。但是由于于造价过高，并并且高频难免免带来一些辐辐射和额外功功耗，另外还还有一些兼容容性的问题，使使得系统的推推广也变得非非常困难。在在实际应用中中，这种方案案也并不多见见，常会被用用于工业，而而无法在普通通家庭中进行行广泛的推广广。3) 采用网络传输：虽然网络传传输本身需要要大量的交换换设备来进行行一种广域网网的维护和传传播。但是我我们可以使用用原来就已经经存在的家庭庭网络来进行行这种特殊数数据的传输，所所以可以长期期地把我们需需要的智能家家居设备连接接在已有的网网络上。在设设备硬件的选选择上，可以以使用价格低低廉的单片机机和网络芯片片组成一种极极低功耗和成成本的应用系系统。在这一一点上基于RRISC构架架的高性能单单片机AVRR拥有着相当当的优势。4) 其它方案：使用用其它线路，例例如有线电视视、电力线路路等等。可以从下述两个个方面来看技技术层面的发发展趋势：1) 传输介质和通讯讯协议电缆，无线，电电力线。更高高的传输速度度、更高质量量的视听效果果，更可靠的的质量，更便便宜的价格。由由于历史的原原因和各种传传输介质自身身的不同优势势，这些介质质将在智能家家居系统中综综合并存且有有长期共存的的趋势。2) 体系结构专用系统的简单单叠加（目前前多数系统采采用的方案体体系）统一总总线的集成控控制系统（目目前少数系统统采用）电话话、Inteernet网网络、有线电电视和无线广广播等融合的的系统关于智智能家居的标标准问题，在在国际上也没没有统一和规规范，目前也也只是在局部部的或者领域域方面有些规规范。例如CCEB是消费费电子产品的的行业标准、llonworrk的工业标标准和EIBB的低压电气气的安装标准准等。1.1.3 基基于网络的智智能家居系统统局域网络(TCCP/IP)和IPv66是未来的智智能家居主要要的通讯协议议，与常规的的网络标准基基本统一。以以TCP/IIP网络结构构的数字社区区,局域网的的传输速度目目前能做到百百兆到桌面，若若采用光纤到到桌面的话还还能达到千兆兆带宽。TCCP/IP联联网协议在智智能小区方面面的应用是整整个智能小区区技术的一次次革命，它将将声音、数据据及图像统统统进行数字化化技术处理。因因此整个小区区的设备都是是数字化产品品。由于系统统采用标准的的TCP/IIP通讯协议议，处在网络络上的每个设设备都有一个个固定的IPP地址，其强强大的数据处处理能力能够够实时地检测测网上设备的的在线状况。现有的互联网是是在I P v 4 协协议的基础上上运行。IPPv6是下一一版本的互联联网协议，它它的提出最初初是因为随着着互联网的迅迅速发展，IIPv4定义义的有限地址址空间将被耗耗尽，地址空空间的不足必必将影响互联联网的进一步步发展。IPPv4采用332位地址长长度，只有大大约43亿个个地址，估计计在2005520100年间将被分分配完毕，而而IPv6采采用128位位地址空间，几几乎可以不受受限制地提供供地址。IPPv6的主要要优势体现在在以下几方面面：扩大地址址空间、提高高网络的整体体吞吐量、改改善服务质量量(QoS)、安全性有有更好的保证证、支持即插插即用和移动动性和更好实实现多播功能能。前期的“宣传”已经达到目目的，完成了了历史使命；“开发引进”是终端产品品企业和公司司当前的任务务；“试点和运行行”是当前政府府和集成商当当前面临的任任务；“普及和管理理”是已经凸现现问题而急待待解决的事情情。目前，智智能家居已是是商品房建设设中一项非常常热门的产品品，它已被越越来越多的中中高档楼盘和和别墅豪宅等等所使用，我我们认为，目目前智能家居居系列产品按按市场需求热热度排列，依依次为：可视视对讲、智能能家居报警系系统、信息发发布及社区服服务系统、智智能灯光控制制系统、网络络远程监控系系统、智能遮遮阳系统、远远程家电控制制与空调控制制系统等。这这些智能系统统的使用使人人们真正地体体验到生活在在时代最前端端的快乐与便便捷。管理和和运行已经成成为智能家居居当前和未来来的主要问题题。1.2 研究内内容本课题的主要研研究内容全部部由作者独立立开发完成，包包括所有功能能模块的线路路图设计、电电路板制作、单单片机以及PPC机程序设设计。研究历历时将近一年年，经过反复复调试验证，可可以确保其可可靠性、独创创性。本课题的主要工工作分以下三三个部分：1) 下位机的功能模模块：下位机采用AVVR单片机作作为核心部件件，担当智能能家居系统主主控制器的中中央处理部件件。在本系统统中采用288引脚的ATTmega88L。它体积积小，价格低低，速度又和和其它芯片一一样快，非常常适合做小型型的开发。把网络通讯芯片片连接到AVVR单片机的的SPI口上上，通过高速速的串行通讯讯来交换网络络传输的数据据。在本系统统中使用新颖颖的ENC228J60芯芯片作为网络络通讯器件，该该器件功能全全面，接口方方便，有着先先天的优势。连接一个LCDD液晶模块到到AVR单片片机的普通引引脚上，作为为显示终端，以以提供用户的的可视化界面面。在本系统统中采用串行行通讯的Nookia51110液晶，该该液晶具有体体积小、速度度快、价格低低的优势，并并且引脚数量量少，可以大大大节省单片片机的引脚资资源。用AVR的普通通引脚模拟一一个USB的的通讯端口，作作为从器件和和PC机进行行通讯，用来来对智能家居居系统主控制制器的初始化化配置。由于于不使用额外外的芯片，在在功耗上、成成本上、尺寸寸上，都可以以进行一定程程度的压缩。使用AVR的UUSART制制作一个RSS232的串串口，作为备备用通讯端口口，当PC的的USB口不不能使用时，可可以用串口进进行通讯。制作单片机的外外围设备驱动动器，通过多多种方式和家家电进行通讯讯，可以：直直接使用继电电器进行电力力驱动、采用用红外线进行行复杂的数据据传递、使用用GSM模块块进行远程控控制、使用蓝蓝牙进行近距距离高速的数数据通讯。2) 下位机和上位机机的通讯模块块：硬件上：使用EENC28JJ60快速以以太网通讯芯芯片作为通讯讯模块的设备备，连接到AAVR单片机机，通过SPPI接口来进进行通讯。软件上：ENCC28J600芯片是一块块底层的芯片片，工作在链链路层。所以以，它的通讯讯最基本单位位为MAC帧帧，用户需要要自行编写驱驱动程序来对对其进行控制制。在封装好好MAC帧以以后，再进行行ARP地址址解析协议的的编写，然后后加入IP包包、UDP包包。总共进行行三层驱动的的封装。在本系统中，独独立开发了UUDP包的收收发程序，历历经三层数据据交换；软硬硬件相结合。3) 上位机的功能模模块：PC机上需要完完成的工作须须要和下位机机的功能一一一对应，主要要制作的是串串口和USBB通讯两个模模块。串口模块制作相相对简单。UUSB模块需需要编制Wiindowss驱动程序，工工作相当冗长长，且没有太太多的扩展价价值，所以使使用国际