基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

27五月2023基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述智能家居(SmartHome)也稱智能住宅，是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的居住環(huán)境。智能家居系統(tǒng)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)，與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加節(jié)能，安全和舒適。傳統(tǒng)智能家居的缺點(diǎn)在傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,智能家居控制中心與終端(家電設(shè)備、安防設(shè)備、三表等)之間多采用基于總線的有線連接方式,連接方式布線復(fù)雜、線路易腐蝕、維護(hù)不方便、影響室內(nèi)美觀等缺點(diǎn)。遠(yuǎn)程用戶與智能家居控制中心之間的通信多采用電話線和網(wǎng)線的通信方式,未能將目前日益成熟的移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用其中。智能家居控制中心多采用單片機(jī)作為控制核心,隨著用戶功能需求的增加,由于單片機(jī)軟硬件資源有限,給系統(tǒng)的升級(jí)、維護(hù)及調(diào)試帶來(lái)極大困難。系統(tǒng)組成智能家居終端、智能家居控制中心、客戶端智能家居終端智能家居控制中心客戶端藍(lán)牙GPRS本文主要對(duì)安防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)說(shuō)明WIFI智能家居無(wú)線技術(shù)概述

GPRS技術(shù)簡(jiǎn)述通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ),采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,使現(xiàn)有GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突破了最高速率為916Kb/s的限制,最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)17112Kb/s。GPRS具有永遠(yuǎn)在線、高速傳輸、按流量計(jì)費(fèi)、減少無(wú)線資源浪費(fèi)及通信成本低等優(yōu)點(diǎn)。藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)述藍(lán)牙技術(shù)主要目的是在全世界建立一個(gè)短距離的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。它使用214～215GHz的ISM頻段傳送語(yǔ)音和數(shù)據(jù)。運(yùn)用成熟、實(shí)用、先進(jìn)的無(wú)線技術(shù)來(lái)代替電纜,它提供了低成本、低功耗的無(wú)線接口,使所有固定和移動(dòng)設(shè)備通過(guò)微微網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)連接起來(lái)。嵌入式Linux介紹嵌入式Linux指對(duì)桌面版Linux經(jīng)過(guò)小型化裁剪之后，能夠固話在容量只有幾K或者幾M字節(jié)的儲(chǔ)存器芯片中，適合于嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)。主要優(yōu)點(diǎn)：1.硬件支持廣泛2.內(nèi)核高效穩(wěn)定3.源代碼開(kāi)放，軟件豐富4.良好的用戶界面5.完善的網(wǎng)絡(luò)通信和文件管理機(jī)制嵌入式Linux的基本架構(gòu)系統(tǒng)的主要功能與總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要功能

用戶通過(guò)手機(jī)或Internet實(shí)現(xiàn)對(duì)家電控制，門(mén)禁、安防等基礎(chǔ)設(shè)施的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)核心：嵌入式Web服務(wù)器家居設(shè)備與Internet網(wǎng)絡(luò)通信方式：瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S）戶主可以在任何地方，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或是手機(jī)，在瀏覽器中輸入自己家庭網(wǎng)關(guān)的WEB服務(wù)器IP地址，打開(kāi)智能家居的監(jiān)控界面，對(duì)家庭環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。嵌入式Web服務(wù)器為使用戶能夠隨時(shí)隨地的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器監(jiān)控家居中的各種情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和家居設(shè)備的管理，需要構(gòu)建 嵌入式Web服務(wù)器和家居設(shè)備管理程序。因此，嵌入式Web服務(wù)器的構(gòu)建和具有動(dòng)態(tài)交互功能的家居設(shè)備管理程序設(shè)計(jì)是現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控的關(guān)鍵問(wèn)題。嵌入式Web服務(wù)器嵌入式Web服務(wù)器是指應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的Web服務(wù)器，功能類似于PC中的Web服務(wù)器，是嵌入式技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合的結(jié)果。目前，越來(lái)越多的嵌入式設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，信息家電設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)，工業(yè)控制系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置Web服務(wù)器的遠(yuǎn)程設(shè)備，訪問(wèn)Web服務(wù)器提供的專用網(wǎng)頁(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)盒控制。這里采用的是Boa服務(wù)器，Boa服務(wù)器的可執(zhí)行代碼只有60多KB，占用資源少，代碼精簡(jiǎn)，小巧，運(yùn)行速度快，應(yīng)用廣泛。Boa體系結(jié)構(gòu)如下圖嵌入式Web服務(wù)器嵌入式Web工作流程嵌入式Web服務(wù)器和普通PCWeb服務(wù)器一樣，能夠完成接受客戶端請(qǐng)求，分析請(qǐng)求，響應(yīng)請(qǐng)求，向客戶端返回請(qǐng)求結(jié)果等任務(wù)，它的工作過(guò)程主要包括：完成Web服務(wù)器的初始化工作，如創(chuàng)建環(huán)境變量，創(chuàng)建TCP套接字，綁定端口，開(kāi)始幀聽(tīng)，進(jìn)入循環(huán)，以及接收瀏覽器的連接請(qǐng)求。當(dāng)有客戶端連接請(qǐng)求時(shí)，Web服務(wù)器負(fù)責(zé)接收客戶端請(qǐng)求，并保存相關(guān)請(qǐng)求信息。在接受到客戶端的請(qǐng)求之后分析客戶端請(qǐng)求，解析出請(qǐng)求方法，URL目標(biāo)和可選的查詢信息及表單信息，同時(shí)根據(jù)請(qǐng)求作出相應(yīng)的處理。Web服務(wù)器完成相應(yīng)處理后，向客戶端瀏覽器發(fā)送響應(yīng)信息，關(guān)閉連接。Boa流程結(jié)構(gòu)Internet智能家居控制中心電話網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)手機(jī)用戶安防智能終端1安防智能終端n…異地管理計(jì)算機(jī)（客戶端）家電智能終端系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖藍(lán)牙4.0傳輸距離更遠(yuǎn)60M，功耗更低紐扣電池?cái)?shù)年，最高速最高速度24Mbps系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件采用多線編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)，此設(shè)計(jì)主要針對(duì)GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)手機(jī)短信來(lái)監(jiān)控家電及安防系統(tǒng)。主程序流程圖開(kāi)始串口初始化GPIO初始化GPRS初始化創(chuàng)建遠(yuǎn)程控制線程創(chuàng)建報(bào)警線程完成否恢復(fù)串口

結(jié)束NY系統(tǒng)控制中心硬件設(shè)計(jì)智能終端以MCU為核心，外擴(kuò)藍(lán)牙從模塊及其他外設(shè)接口智能家居控制中心硬件：嵌入式微處理器、外部存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)通信接口、人機(jī)接口及調(diào)試接口MCU家用電器、安防設(shè)備藍(lán)牙從模塊RS232接口1RS232接口2A/D接口以太網(wǎng)接口USB接口GPRS接收藍(lán)牙主模塊環(huán)境因子傳感器CS8900USB攝像頭嵌入式微處理器（ARM）DRAMFLASH鍵盤(pán)LCDJTAG家電控制創(chuàng)建遠(yuǎn)程控制讀串口數(shù)據(jù)命令解析關(guān)熱水器 開(kāi)空調(diào)查看家電狀態(tài)查看室溫關(guān)空調(diào)開(kāi)取暖閥關(guān)取暖閥開(kāi)熱水器復(fù)位火警復(fù)位家居報(bào)警啟動(dòng)家居報(bào)警發(fā)短信發(fā)短信采集家電狀態(tài)采集室溫系統(tǒng)在收到手機(jī)對(duì)家電控制命令后，在S3C2410X對(duì)應(yīng)的GPIO口產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)家電的啟?？刂?。安防報(bào)警讀取報(bào)警短信分析報(bào)警信號(hào)盜警關(guān)閉中文短信火警關(guān)閉中文短信煙霧YN有人無(wú)YN原理流程圖如下所示溫度測(cè)試溫度傳感器采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器測(cè)量范圍為-55℃~+125℃，可編程為9～12位轉(zhuǎn)換精度，通過(guò)RO與RI組合進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)溫度在-10℃～+85℃之間時(shí)測(cè)量誤差位0.5度。本程序模塊是根據(jù)DS18B20的溫度檢測(cè)程