淺析基于ARM的智能燈光控制系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)3個(gè)月的不斷摸索，終于把91arm學(xué)堂階段二的項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容基本上做了出來(lái)（視頻教程中的代碼并不全），在此把相關(guān)心得和代碼保存下來(lái)，供自己和學(xué)友們參考

系統(tǒng)硬件：

主控模塊：nanopi s2（cortex-A9 四核s5p4418）、5v轉(zhuǎn)3.3v模塊、光感、聲感、5v繼電器、面包板及LED燈、串口轉(zhuǎn)USB調(diào)試接口等

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊：tiny6410（ARM11 三星S3C6410）、紅外傳感、繼電器、面包板及LED燈

先看整體效果，主控程序的為znkg2018,網(wǎng)絡(luò)端程序?yàn)閚et_light

主控及網(wǎng)絡(luò)端程序如下：

web瀏覽器界面如下：

該項(xiàng)目的主要思路：

（1）主控程序znkg2018（交叉編譯移植到nanopi s2上）包含四個(gè)線程：

線程一：（用于進(jìn)程間通信）循環(huán)查看共享內(nèi)存、消息隊(duì)列數(shù)據(jù)，根據(jù)消息隊(duì)列的消息類型將實(shí)時(shí)將共享內(nèi)存數(shù)據(jù)更新到主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存，或者將主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存更新至共享內(nèi)存；

線程二：（用于檢測(cè)設(shè)備上下線）循環(huán)讀取5v轉(zhuǎn)3.3v模塊連接的開發(fā)板gpio口數(shù)據(jù)，高電平則代表相應(yīng)的感應(yīng)設(shè)備連接上了系統(tǒng)，可以讀取該設(shè)備數(shù)據(jù)線連接的gpio口電平狀態(tài)了（5v轉(zhuǎn)3.3v模塊、感應(yīng)設(shè)備的電源線二合一連接在一起，實(shí)現(xiàn)同時(shí)插拔，從而通過(guò)該線程檢測(cè)相應(yīng)感應(yīng)設(shè)備的插拔）；

線程三：（用于偵聽網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接）該線程為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端，首先建立TCP數(shù)據(jù)流（socket~bind~listen~accetp）循環(huán)偵聽網(wǎng)絡(luò)客戶端的連接請(qǐng)求，收到情求后自己再開辟新的線程用于同該客戶端通信，根據(jù)客戶端數(shù)據(jù)更新主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的命令。網(wǎng)絡(luò)通信是基于協(xié)議的，便于命令分類和傳輸校驗(yàn)。

線程四：（用于燈光設(shè)備開關(guān)控制）本項(xiàng)目共三個(gè)小燈，分別為主控端的兩個(gè)、網(wǎng)絡(luò)端的一個(gè)，開關(guān)均由繼電器控制，模擬了220v的客廳、書房燈及辦公室（遠(yuǎn)端）的大燈。循環(huán)查詢主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的燈光設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)，向?qū)?yīng)的繼電器發(fā)送寫數(shù)據(jù)命令從而控制燈光開關(guān)。若感應(yīng)設(shè)備綁定了燈光設(shè)備，則讀取感應(yīng)設(shè)備gpio口數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)寫入繼電器gpio口中。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備則只更新網(wǎng)絡(luò)命令狀態(tài)值，由進(jìn)程三發(fā)送出去，再由網(wǎng)絡(luò)端程序處理并控制其繼電器gpio，從而控制相應(yīng)的燈光開關(guān)。

（2）網(wǎng)絡(luò)客戶端程序net_light（交叉編譯移植到tiny 6410上）就一個(gè)主程序：

該程序通過(guò)ip和端口號(hào)連接nanopi上的主控程序的網(wǎng)絡(luò)線程，根據(jù)主控程序傳來(lái)的網(wǎng)絡(luò)命令更新相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)。

（3）nanopi上的boa服務(wù)器運(yùn)行的cgi程序：

在nanopi上安裝了boa服務(wù)器后，就可以通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)nanopi中的cgi程序了，在boa的www文件夾中放上index.html文件，其為歡迎界面，其中的選項(xiàng)分別連接了不同的cgi程序，這些程序都打開了主控程序管理的共享內(nèi)存和消息隊(duì)列，通過(guò)修改表單并提取表單中的數(shù)據(jù)，更新共享內(nèi)存數(shù)據(jù)，并通過(guò)消息隊(duì)列通知主控設(shè)備更新共享內(nèi)存或?qū)⒐蚕韮?nèi)存中的數(shù)據(jù)更新到主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存。主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存修改后，則主控設(shè)備的四個(gè)線程會(huì)做出相應(yīng)的動(dòng)作的。

編輯器采用推薦的source insight,可以自動(dòng)推導(dǎo)出變量、函數(shù)的聲明及相互間的引用，方便編寫及分析程序（但我采用的軟件其編碼格式為Ascill，不是utf-8，在編譯時(shí)為亂碼，用notepad++轉(zhuǎn)換編碼格式就OK了）