基于ARM室内温度控制系统的设计与实现

　　摘 要： 针对我国北方冬季供暖系统的特点及存在的不足，设计了基于嵌入式系统的ARM-Linux 平台及模糊控制技术的室内智能温度控制系统。采用DS18B20 及ZigBee 无线组网技术完成了多点温度采集，采用模糊控制技术实现了室内温度的精确控制，并建立了QT 用户界面，优化了人机交互环境，采用GPRS 技术实现了系统的远程控制，给用户带来很大方便。系统的实现将对减少热能浪费及提高人们生活质量起着重要作用。

　　在大力提倡节能减排以及追求高质量生活的今天，冬季供暖系统存在的不足日益显现出来。我国北方城市大部分采用集中供暖，在整个供暖期内，无论室内有人与无人，系统全天连续供暖；系统热能的输送是不变的，不能根据室内外温度的变化以及个人对室温的不同要求做出相应的调整。这就造成了热能的严重浪费以及供暖不人性化等问题。本文设计实现了一种基于嵌入式系统ARM-Linux 平台的室内智能温度控制系统，通过实时检测室内外温度的变化，合理调节室内温度，降低了热能消耗，提高了人们的生活质量。

　　1 系统功能及总体结构

　　本系统硬件框图如图1 所示，主要由ARM9 控制器，温度检测模块，触摸屏显示模块，ZigBee 无线收发模块，暖气控制模块，GPRS 模块等组成。

　　图1 系统硬件框图

　　其中温度检测包括室外温度检测、室内温度检测和暖气温度检测。为了避免繁琐的布线，各温度检测点通过Zigbee 技术与ARM 控制器实现无线连接，组成一个星型无线网络。各检测点温度值通过Zigbee 无线传输到ARM 控制器，ARM 控制器根据接收到的各点温度值进行综合处理分析，输出相应的控制信号给暖气控制模块，从而实现室温的智能调节。信息显示与输入模块由LCD 触摸屏实现，用来显示当前室内温度与输入的温度值，且可以设定低温、室温等不同工作模式。ARM 控制器通过GPRS 与外部实现无线连接，用户通过手机可以随时对系统的工作模式进行远程控制。比如在回家的路上，用户可以通过手机切换系统工作模式，当回到家时，室温已回升至正常温度，给用户带来很大方便。

　　1.1 ARM 智能控制模块

　　ARM 智能控制模块由ARM9 控制器、FLASH、SDRAM、电源及复位模块、LCD 触摸屏及相关外围电路组成。系统选用SAMSUNG 的基于ARM920T 内核的处理器S3C2440 作为控制器。S3C2440 处理器功能强大、性价比高、功耗低，除具有一般嵌入式芯片所具有的总线、SDRAM 控制器以外，还具有丰富的扩展功能接口，便于构建外围电路。

　　LCD 触摸屏采用TFT 型LCD 模块TD035STEB1，该模块采用LTPS TFT 作为开关器件，集成了四线电阻式触摸屏和背光电路，从而简化了外围电路。系统在触摸屏的基础上建立了基于QT/Embedded 的图形用户界面（GUI），用来实现信息的显示与控制输入，优化了人机交互环境，给用户带来很大方便。