智能家居监控平台的设计方案实现

宁可 孟培媛

摘 要：随着科学技术的不断发展，智能家居已经成为了未来发展的趋势，具有极强的应用前景。本文从智能家居监控平台的研究和设计出发，利用无线技术构建的家庭局域网方案，通过internet技术，利用无线ZigBee模块，扩展64m flash存储器，实现对家居系统的智能监控。通过建构智能家居控制平台，表明智能家居监控系统能够对智能家居进行良好的监控，为家庭带来更多的便利。

关键词：智能家居；监控平台；设计方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.137

1 引言

近年以来，由于我国综合国力的不断上升，科学技术已经达到了国际领先水平。在物联网技术、智能控制技术和电子技术的全面发展之下，我国的信息化程度发展程度非常之高，这也给我国居民带来了极大的便利，让人们开始不断的享用高科技带来的成果。这时，传统住宅的功能已经远远落后于现代人们对生活的需求，智能化住宅成为了人们普遍追求的生活方式之一，它能够带来更为安全可靠的生活环境，居住的舒适度更高，信息化程度更高，给人们带来了极大的便利，因此智能家居应运而生。

智能家居将网络技术和电子技术、控制技术融为一体，在最先进的技术利用下，通过家庭网络的形式连接家中各个网络设备，特别是电器，如电冰箱、电脑、扫地机器人、温控器、电饭煲等。在这种情况下。主人可以将各种电器进行良好的管理，让他们互相通信。智能家居只需要在手机上、电脑上就可以实现家中智能系统的互相协调，保证电器的正常运行，即使在外面也可以实时观察到家中的情况，实现真正的无线管理。智能家居给人们提供更好的生活环境，安全且便利，对提高我国人们的生活质量有着重大的影响。

2 智能家居监控系统设计

2.1 智能家居的內网组建

智能家居可以由内网和外网组成，内网是智能家居远程监控平台的内部组建网络，通过连接家庭网关和家用电器设备来实现相关功能。外网是通过网络将智能家居内网可以通过有线和无线两种形式来实现，有线是利用电力线载波和总线相连来实现网络连接，无线则是通过射频识别和红外的形式，一般会用到蓝牙技术和Zig Bee技术。在通常情况下，由于家中的基于Zig Bee技术的无线网络成本较低，功耗不高且距离较近，操作较为简单，能够连接落地扇、电饭煲、扫地机器人等并不固定的电器，更加适合在家庭网络中使用，不仅能够全方位的覆盖家庭的每一个角落，使用起来也会更加便捷。

2.2 智能家居的监控平台

为了保证智能家居的安全和稳定，有必要建立智能家居监控平台来对家庭现场进行控制。智能家居监控平台通过网络、通信、图像等技术，并通过通入控制技术来达到目标。本文所探讨的智能家居监控平台是基于Internet网络的，通过浏览器/服务器的模式，在具有网络的地方就可以随时随地的通过输入网关地址来查看到家中的情况，对家庭智能环境进行控制。

2.2.1 总体结构设计

智能家居监控平台总体设计分为三个层面，第一层是通过装有无线ZigBee模块的家用电器来实现和嵌入式Web服务器的数据交换；第二层是实现Internet网络和家庭内网的连接的嵌入式-Web服务器，它能够保障二者之间数据的顺利交换。第三层是客户端电脑。在建立好完善的家庭网络系统后，户主可以在任何时间、任何地点通过互联网来实时观察到家中的智能设备状况，有效的对其进行监控。

2.2.2 硬件设计

智能家居监控平台在硬件设计上，采用的是是三星公司生产的S3C2410处理器，32 位运行数位，018um 制造工艺，能够支持 TFT 的 LCD 控制器，最高可运行在203MHz。这款嵌入式处理器运行效率高，性能好，特别是对Linux操作系统具有很高的匹配度。整个监控系统的硬件设计主要由：S3C2410处理器，64M NAND Flash存储器芯片K9F1208 作为存储介质，SDRAM 接口电路设计，CS8900A 芯片建立网络接口，UART0 接口的串口电路设计，通过芯片为 CC2430的 ZigBee模块把家庭内网与互联网连接起来。除此之外，户主如果想要运行智能家居监控平台，只要在Internet的浏览器中登陆家庭网关，输入IP地址，就能够实现远程访问。当然，系统必须建立好WEB服务器，以便于监控平台能够顺利进行。

2.2.3 软件设计

智能家居监控系统的软件设计，是利用客户端通过连接WEB服务器和互联网，用WEB服务器和Internet与用户智能家电连接，在WEB服务器的主导之下形成三个部分的有机组成。

软件设计包括Web服务器网页设计，Linux驱动程序设计，ZigBee协调器及终端的软件设计三个部分。Web服务器网页设计是通过HTML来实现静态页面和CGI 技术来实现动态页面两个部分。Linux驱动程序是软硬件连接的桥梁，将所有硬件设备都纳入文件的范畴，把设备当做文件对待，以操作文件的形式实现对硬件设备的控制。ZigBee协调器及终端的软件设计使用的是瑞典 IAR systems 公司的集成开发环境IAR Embedded WorkbenchV4.30A 版，IAR EmbeddedWorkbench是一个用于编译和调试嵌入式应用程序的集成开发环境，支持 C/ C++语言。系统中ZigBee 终端设备主要是接收协调器发来的控制命令。例如，系统软件可以通过操作来控制扫地机器人何时清扫，何时充电，控制冰箱的开关，控制空调的运行等等。同时，户主可以通过协调器来观测到家中智能设备的运行状态，在智能设备需要启用时只需要通过网络，利用电脑或手机便可以轻松操作，随时启用智能设备，再无需运行时又可以随时将其调整为休眠状态。

3 结束语

在新世纪到来后，智能家居为我们提供了更为便捷和舒适的生活状态，成为了未来发展的重要潮流。智能家居监控体系是为了保障智能家居系统能够更为方便的使用，保障系统的使用效果，从而达到最佳的使用状态。本文通过嵌入式WEB服务器作为家庭网关，利用无线ZigBee模块来组件家庭局域网，实现了智能家居智能系统的最佳监控，为今后的研究提供了更为广阔的思路。

参考文献：

[1]吴志辉.智能家居监控平台的研究与实现[J].物联网技术，2016，6（11）：80-83+86.

作者简介：宁可（1995-），男，陕西礼泉人，本科，研究方向：智能家居监控。