关于智能家居远程无线监控系统的设计

摘 要：本文重点分析智能家居远程无线监控系统在设计过程中需要注意的各项事务，并且着重盘点无线传感控制网络的设计、传感控制节点的设计以及系统数据通信协议的设计，还会融合ARM920T内核的S3C2440技术、QT技术、嵌入式Web服务技术以及无线组网的设计技术等进行全方位的思考和分析。旨在设计出一种全新的智能家居远程无线监控系统。

关键字：智能家居;监控系统;无线传感控制网络;嵌入式Web服务

智能家居，主要指的是利用当前社会先进的科学技术与计算机和网络技术而设计的一种无线传感网络系统。此次研究将在ARM920T内核的S3C2440技术以及嵌入式Web服务技术的基础上进行智能家居远程无线监控系统的整体分析与设计。该系统将通过智能家居的主机、ZigBee和Wi-Fi的无线传感控制网络技术，以及智能家居的客户服务端软件的构成等，满足用户对远程无线监控的操作与应用。这对于当今时代的智能化服务与智能化生活理念有着很深的影响和现实意义。

一 ZigBee无线传感控制网络的设计

ZigBee網络所使用的结构主要是网络拓扑树形结构，在整个无线传感网络体系中，是通过一个ZigBee协调器和两个路由器以六个终端传感器所构成的。其中，终端传感器的节点主要包含：温湿度的控制与调节节点、人体红外检测节点、火焰检测节点、烟雾检测节点、室内灯光管制节点、窗帘控制节点六个方面。

首先是调节器节点软件的设计。调节器可以给服务终端的节点提供指令数据，并且可以通过广播的方式将之传递出去。当终端节点受到指令之后，就会对应相应节点进行作业，把传感器所收集到的信息以点播的方式供应到协调器上。期间，协调器需要增加与智能家居主机之间的串口通信程序，只有这样才能实现数据的稳定传输。

其次是路由节点的软件设计。路由器的本质是一个中介性质的存在。所以，它的作用主要是提高协调器节点和其他终端节点之间的通信速度与通信质量，满足信息与数据在传输过程中的顺利转发。当路由器节点搜索到网络信息以后，会自动对其进行绑定申请，并且在绑定成功之后，终端节点和协调器所发送的信息会通过路由器接受并转发出去。

最后是终端节点的软件设计。在终端节点的设计中，主要是对智能家电相关设备进行传感器的数据模拟与采集，以及对家电家具进行控制。比如窗帘、门窗开关，火焰、烟雾检测，睡眠环境的检测，雾霾与空气质量的检测，能源消耗的检测以及自动叫醒的检测等。

二 智能家居的传感控制节点设计

在此，通过电动窗帘的设计与控制节点展开分析：

电动窗帘是利用佳丽斯电机、窗帘主体、同步带静音轨道以及墙壁控制器构成的。在设计过程中，想要对窗帘进行控制，就要对智能家居的主机和电机进行反转和正转的设计，并且要结合滑轮带动窗帘的自动开关进行思考。在电机中主要有三个接头，第一个是公共接头，第二个是正转接头，第三个是反转接头。公共接头所承接的是220V的交流零线，而正转与反转接头所承接的则是220V的交流火线。设计过程中需要考虑CC2530的抗干扰能力，并且要利用单片机外接的方式进行装配。主机对于窗帘的控制指令也是通过CC230和单片机的串口通信进行互通的。为提高可靠性，可以在电动窗帘节点位置增加一个开合检测设备，利用红外检测技术测试其稳定性。

三 智能家居系统数据通信协议的设计

在智能家居的设计过程中，会用到非常多的传感器数据，特别是对执行控制类的数据应用是最多的。在实际操作当中，结合经常使用的设备类型，可以将之划分为三个板块。第一是感知类型的传感器，第二是执行与控制类型的传感器，第三是多媒体类型的传感器。如果按照通信数据的位数对其进行划分，则可区分为数据量和开关量两种。在对智能家居系统数据的通信协议进行设计的时候，首先需要结合智能家居主机，以及协调器数据通信协议进行思考;其次要综合ZigBee无线网络中的各个节点数据通信进行分析;再次要高效利用扩展板和CC2530的小系统串口通信协议;最后要完成对智能家居数据通信协议现实应用效果的测试与分析。

总之，在当今的智能家居系统设计中，虽然可以满足人们对智能化的绝大部分需求，但是仔细考量，其中依然存在各种问题。需要注意的有：对视频监控所涉及的方面比较狭窄、对智能家居系统整体的安全性监管不甚健全、对节能与功耗的把控不是很严格。

参考文献：

[1] 袁妙玲. 智能家居远程监控系统的研究与设计[J].科技传播，2018，10（11）：97-98.

[2] 孙永坚. 基于无线传感器网络的智能家居远程监控系统研究与设计[D].吉林大学，2014.

作者简介：杨丽（1981.9-），女，甘肃庆阳人，本科学历，研究方向：中职信息化教学、影视后期制作。