原標題：智能家居基于CortexM3／M0的感知與控制子網設計

智能家居基于Cortex-M3/M0的感知與控制子網設計是一個復雜但高效的系統設計方案，以下是對該設計的詳細闡述：

一、設計背景

在物聯網智能家居系統中，傳統的按功能劃分的抄表網、環境網、電控網、安防網等子網已經無法滿足現代智能家居的需求。這些子網之間存在信息孤島，難以實現信息的共享和協同工作。因此，需要將這些子網融合為按信息流向的感知網和控制網，以實現智能家居系統的整體優化和智能化控制。

二、設計思路

1. 融合子網：將傳統的按功能劃分的子網融合為感知網和控制網。感知網負責收集家庭中的各種信息，如溫度、濕度、煙霧濃度等；控制網則負責根據感知網收集的信息對家庭設備進行控制，如調節空調溫度、開關燈光等。

2. 選用高性能微處理器：NXP Cortex-M3/M0系列ARM微處理器具有優異的性能和低廉的價格，為智能家居系統的設計提供了良好的條件。這些微處理器具有豐富的外設接口和強大的處理能力，能夠滿足智能家居系統對數據處理和通信的需求。

三、系統架構

智能家居系統采用分布式測控系統的架構，包括上層管理網、下層感知/控制網和嵌入式通信服務器。

1. 上層管理網：上層管理網是以太網，用于在廣闊的互聯網范圍內實現信息共享。它連接有各種管理、存儲及遠程控制設備，可以實現對智能家居系統的遠程監控和控制。

2. 下層感知/控制網：下層感知/控制網按信息流向整合形成感知網和控制網。感知網以多主或輪詢的方式向上傳送信息，而控制網則采用一主多從方式向下傳送控制命令。在感知/測控網中，按媒體連接型式有RS485總線網、CAN總線網、ZigBee總線網、WiFi總線網等。

3. 嵌入式通信服務器：嵌入式通信服務器是智能家居系統中的核心模塊，它負責上下信息的傳遞、數據融合、分類以及安全管理。選用的NXP公司Cortex-M3系列中的LPC1768處理器是一個低功耗、具有強大功能的32位ARM芯片，能夠滿足智能家居系統對處理器的需求。

四、詳細設計

1. 感知網設計：

• 選用ZigBee、CAN等總線技術構建感知網，實現家庭內部各種傳感器的數據采集和傳輸。

• 傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器等，可以實時監測家庭內部的環境參數。

• 感知網將采集到的數據通過無線網絡或有線網絡傳輸給嵌入式通信服務器進行處理。

2. 控制網設計：

• 控制網采用一主多從的通信方式，由嵌入式通信服務器作為主節點，控制各種家庭設備作為從節點。

• 根據感知網收集的信息，嵌入式通信服務器向控制網發送控制命令，實現對家庭設備的智能化控制。

• 控制網可以包括燈光控制、空調控制、窗簾控制等子系統，滿足家庭生活的各種需求。

3. 嵌入式通信服務器設計：

• 嵌入式通信服務器選用Cortex-M3系列的LPC1768處理器作為核心處理器。

• 處理器通過以太網接口與上層管理網進行通信，實現信息的共享和遠程監控。

• 處理器還通過RS485、CAN等總線接口與下層感知/控制網進行通信，實現數據的采集和控制命令的發送。

• 嵌入式通信服務器還負責數據融合、分類以及安全管理等功能，確保智能家居系統的穩定性和安全性。

五、應用與展望

基于Cortex-M3/M0的感知與控制子網設計已經成功應用于多個智能家居系統中，取得了良好的效果。未來，隨著物聯網技術的不斷發展和智能家居市場的不斷擴大，該設計將具有更廣泛的應用前景。

綜上所述，智能家居基于Cortex-M3/M0的感知與控制子網設計是一個高效、穩定、可擴展的系統設計方案，能夠滿足現代智能家居系統的需求。