嵌入式无线智能家居监控系统分析

马佩雨

【摘要】在社会不断发展的过程中，衍生出了许多的高新科技，电子信息技术就是其中的一种。随着电子信息技术被社会各行各业广泛应用，越来越多的智能化、无线化、远程化的生活用品被创造出来，也逐渐改变着我们的日常生活，使我们的生活更加舒适和安全。本文就对嵌入式无线智能家居监控系统进行全面分析和研究。

【关键词】嵌入式；无线智能家居；监控系统

一般对智能家居的定义存在于电脑、网络等一系列通过家庭管理系统、与人们日常生活相关子系统的结合体。随着我国嵌入式系统的迅速发展及技术的成熟，人们也逐渐将嵌入式技术运用到智能家居中，比如监控系统。在如今的社会中，监控系统以遍布在我们生活中的每个角落，传统的监控系统目的只是为了寻找可疑人员及情况，随着人们生活水平的不断提高，人们对这种保护模式的要求也越来越高，那么智能家居监控系统就满足了现代人们的需求。

一、嵌入式无线智能家居监控系统设计分析

1、系统电路设计分析

嵌入式无线智能家居监控系统从结构上可分为前、后两通道。控制单元的目的是对室内环境进行实时监控，并且对其发出相关控制指令，可以对家居设备进行控制，不仅能够使室内的电灯、窗帘等随着室内环境变化进行自动的控制，还能对空调、热水器等设备的开关进行控制。系统中的数据通信的目的有两个：其一，如果一旦发生情况可以将家居设备的状态通过短信汇报给用户；其二，接受用户的短信，并且能够将其翻译成控制命令，输入到前通道，并且完成相关控制功能。整个系统电路的设计框架见图1。

2、硬件电路设计分析

嵌入式无线智能家居监控系统的硬件电路设计是通过一个无线通信模块，设计成一个无线的数据传输系统，以实现组网通信功能。为了能够方便与单片机之间的互相通信，在此可以选用ATmega16L单片机。它可以使单片机与单片机、单片机与外设之间进行数据同步传输，并且自带四线接口。

3、电磁阀电路控制设计

电磁阀的目的就是通过电源控制水阀的开关，可以用在家居中清洁用具、浇灌工具、淋浴用具等开关的控制方面。

4、电灯控制设计

电灯控制设计主要有三个三极管组成，以此来检测电路。白天的时候，光敏二极管D2会变小，三极管Q3的输入电压为零，不导通。电容器C3电压为零。晚上的时候，光敏二极管D2电阻变大，在LS1得到声音指示的时候，声音会被夸大，从而诱发三极管Q3，Q1也被诱发，之后电容C3开始充电。随后电容C3开始放电，三极管Q4被接送，继电器就开始工作，电灯在此时也就亮起。电容C3决定着电灯亮的时间长短。这就是控制电灯开关的原理。图2就是电灯控制设计。

5、窗帘控制设计

设计窗帘控制可以运用电机驱动芯片，以此来对直流减速电机进行控制。电机驱动芯片可以选用L298N，它有着四个通道的逻辑驱动，也是四相电机的专用驱动器。

二、传感器的电路设计

1、可燃气体传感器的设计

嵌入式无线智能家居监控系统使用的是可燃气体传感器，可以将气体体系分数转变为相应的电信号。探头可以通过气体传感器调理气体，比如过滤杂质气体、干燥或者制冷部分。可以在厨房设计可燃气体探测器，对天然气管道及泄露进行监控。如果它发出警报信号，就可以自动将天然气管道上的阀门关闭，并且将家居室内的窗户打开，然后以短信的形式通知用户或者小区物业，降低事故的发生概率。

2、防盗传感器的设计

可以在家居内部的主要通达及重要的房间内设计防盗传感器，此防盗传感器是以热释电红外传感器及外接元器件所构成，防盗传感器的感应范围在7米以内，110°角度的感应范围。加入有人在这个范围内，就输出高电平，人离开这个范围，就输出低电平。在此基础上，如果房间内有人，系统就会自动感应出来，从而报警，并且发短信通知用户，降低事故的发生。

3、温度及湿度传感器

在家居中的窗户边缘设计湿度及温度传感器，可以提前了解暴雨天气的是否发生，当传感器的湿度达到设计的数值之后，窗户就会自动关闭，并且发送短信通知用户。

三、嵌入式无线智能家居监控系统的软件设计

无线智能家居监控系统是以星型拓扑系统为基础，配以嵌入式微型处理器及无线控制模块，控制各个家电。此系统的总体设计如图3.ARM嵌入式服务器使用的是CE5.0系统，使用VC++开发。GPIO作为基本的I/O通道，也是各电器的控制通道。在ARM平台中，CE系统可以将GPIO的实时地址映射到虚拟地址中，通过对虚拟地址的操作，完成其他资源的控制工作及I/O工作。

系统中使用TCP/IP网络，通过UDP进行连接，利用数据报式套接字对数据进行传输。服务器及终端可以实现双向通信，对家居进行实时监控及远程监控。手机或者电脑终端可以利用数据报式套接字接受网络消息。

四、结束语

随着社会的不断发展，人们对自己的生活方式要求也越来越高，智能化的家居监控也是社会的发展趋势，想要对其实现智能化监控，就要对控制系统进行智能化。本文中所分析的無线智能家居监控系统就是采用的嵌入式系统及GSM模块，通过手机和触摸屏来监控家居环境，对家居中的家电进行智能化控制，形成了远程、无线监控家居环境的功能。

【参考文献】

[1] 秦召兵. 嵌入式智能家居无线图像监控系统的研究[D]. 东北大学， 2008.

[2] 冯志荣， 王红梅. 嵌入式无线智能家居监控系统[J]. 电子设计工程， 2015（6）：149-152.