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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計,姓名：,余康為,學(xué)號：,S13050558,專業(yè)：,計算機技術(shù),概述,智能家居(Smart Home)也稱智能住宅，是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，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)，利用先進的計算機技術(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)，有機地結(jié)合在一起，通過統(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,在傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計中,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

2、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、維護不方便、影響室內(nèi)美觀等缺點。,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通信技術(shù)應(yīng)用其中。,智能家居控制中心多采用單片機作為控制核心,隨著用戶功能需求的增加,由于單片機軟硬件資源有限,給系統(tǒng)的升級、維護及調(diào)試帶來極大困難。,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,本文主要對安防報警系統(tǒng)的設(shè)計做了詳細(xì)說明,WIFI,智能家居無線技術(shù)概述,GPRS技術(shù)簡述,通用分組無線業(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)

3、有GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突破了最高速率為916 Kb/s 的限制,最高數(shù)據(jù)速率可達17112 Kb/s。GPRS具有永遠(yuǎn)在線、高速傳輸、按流量計費、減少無線資源浪費及通信成本低等優(yōu)點。,藍(lán)牙技術(shù)簡述,藍(lán)牙技術(shù)主要目的是在全世界建立一個短距離的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。它使用214215 GHz的ISM頻段傳送語音和數(shù)據(jù)。運用成熟、實用、先進的無線技術(shù)來代替電纜,它提供了低成本、低功耗的無線接口,使所有固定和移動設(shè)備通過微微網(wǎng)PAN(Personal Area Network)連接起來。,嵌入式Linux介紹,嵌入式Linux指對桌面版Linux經(jīng)過小型化裁剪之后，能夠固話在容量只有幾K或者幾M字節(jié)的儲存器芯片

4、中，適合于嵌入式系統(tǒng)特點的嵌入式操作系統(tǒng)。,主要優(yōu)點：1.硬件支持廣泛2.內(nèi)核高效穩(wěn)定3.源代碼開放，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,主要功能,用戶通過手機或Internet實現(xiàn)對家電控制，門禁、安防等基礎(chǔ)設(shè)施的遠(yuǎn)程實時監(jiān)視與控制。,總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,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，通過互聯(lián)網(wǎng)或是手機，在瀏覽器中輸入 自己家庭網(wǎng)關(guān)的WEB服務(wù)器IP地址，打開智能家居的監(jiān)控界面，對家庭環(huán)境進行監(jiān)控。,嵌入式Web服務(wù)器,為使用戶

5、能夠隨時隨地的通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器監(jiān)控家居中的各種情況，實現(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)建和具有動態(tài)交互功能的家居設(shè)備管理程序設(shè)計是現(xiàn)實遠(yuǎn)程監(jiān)控的關(guān)鍵問題。,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)都實現(xiàn)了內(nèi)置Web服務(wù)器的遠(yuǎn)程設(shè)備，訪問Web服務(wù)器提供的專用網(wǎng)頁，實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的檢測盒控制。,這里采用的是Boa服務(wù)器，Boa服務(wù)器的可執(zhí)行代碼

6、只有60多KB，占用資源少，代碼精簡，小巧，運行速度快，應(yīng)用廣泛。,Boa體系結(jié)構(gòu)如下圖,嵌,入,入,式,式Web,服,服,務(wù),務(wù),器,器,嵌,入,入,式,式Web,工,工,作,作,流,流,程,程,嵌,入,入,式,式Web,服,服,務(wù),務(wù),器,器,和,和,普,普,通,通PCWeb,服,服,務(wù),務(wù),器,器,一,一,樣,樣,，,，,能,能,夠,夠,完,完,成,成,接,接,受,受,客,客,戶,戶,端,端,請,請,求,求,，,，,分,分,析,析,請,請,求,求,，,，,響,響,應(yīng),應(yīng),請,請,求,求,，,，,向,向,客,客,戶,戶,端,端,返,返,回,回,請,請,求,求,結(jié),結(jié),果,果,等,等,任,任

7、,務(wù),務(wù),，,，,它,它,的,的,工,工,作,作,過,過,程,程,主,主,要,要,包,包,括,括,：,：,完,完,成,成Web,服,服,務(wù),務(wù),器,器,的,的,初,初,始,始,化,化,工,工,作,作,，,，,如,如,創(chuàng),創(chuàng),建,建,環(huán),環(huán),境,境,變,變,量,量,，,，,創(chuàng),創(chuàng),建,建TCP,套,套,接,接,字,字,，,，,綁,綁,定,定,端,端,口,口,，,，,開,開,始,始,幀,幀,聽,聽,，,，,進,進,入,入,循,循,環(huán),環(huán),，,，,以,以,及,及,接,接,收,收,瀏,瀏,覽,覽,器,器,的,的,連,連,接,接,請,請,求,求,。,。,當(dāng),當(dāng),有,有,客,客,戶,戶,端,端,連,連,接

8、,接,請,請,求,求,時,時,，,，Web,服,服,務(wù),務(wù),器,器,負(fù),負(fù),責(zé),責(zé),接,接,收,收,客,客,戶,戶,端,端,請,請,求,求,，,，,并,并,保,保,存,存,相,相,關(guān),關(guān),請,請,求,求,信,信,息,息,。,。,在,在,接,接,受,受,到,到,客,客,戶,戶,端,端,的,的,請,請,求,求,之,之,后,后,分,分,析,析,客,客,戶,戶,端,端,請,請,求,求,，,，,解,解,析,析,出,出,請,請,求,求,方,方,法,法,，,，URL,目,目,標(biāo),標(biāo),和,和,可,可,選,選,的,的,查,查,詢,詢,信,信,息,息,及,及,表,表,單,單,信,信,息,息,，,，,同,同,時,時

9、,根,根,據(jù),據(jù),請,請,求,求,作,作,出,出,相,相,應(yīng),應(yīng),的,的,處,處,理,理,。,。Web,服,服,務(wù),務(wù),器,器,完,完,成,成,相,相,應(yīng),應(yīng),處,處,理,理,后,后,，,，,向,向,客,客,戶,戶,端,端,瀏,瀏,覽,覽,器,器,發(fā),發(fā),送,送,響,響,應(yīng),應(yīng),信,信,息,息,，,，,關(guān),關(guān),閉,閉,連,連,接,接,。,。,Boa,流,流,程,程,結(jié),結(jié),構(gòu),構(gòu),Internet,智能家居控制中心,電話網(wǎng),GPRS網(wǎng)絡(luò),藍(lán)牙無線傳輸網(wǎng)絡(luò),手機,用戶,安防智能終端1,安防智能終端n,異地管理計算機（客戶端）,家電智能,終端,系,統(tǒng),統(tǒng),總,總,體,體,結(jié),結(jié),構(gòu),構(gòu),圖,圖,藍(lán)

10、,牙,牙4.0,傳,傳,輸,輸,距,距,離,離,更,更,遠(yuǎn),遠(yuǎn)60M,，,，,功,功,耗,耗,更,更,低,低,紐,紐,扣,扣,電,電,池,池,數(shù),數(shù),年,年,，,，,最,最,高,高,速,速,最,最,高,高,速,速,度,度24Mbps,系,統(tǒng),統(tǒng),的,的,軟,軟,硬,硬,件,件,設(shè),設(shè),計,計,系,統(tǒng),統(tǒng),軟,軟,件,件,采,采,用,用,多,多,線,線,編,編,程,程,技,技,術(shù),術(shù),實,實,現(xiàn),現(xiàn),，,，,此,此,設(shè),設(shè),計,計,主,主,要,要,針,針,對,對GPRS,網(wǎng),網(wǎng),絡(luò),絡(luò),，,，,通,通,過,過,手,手,機,機,短,短,信,信,來,來,監(jiān),監(jiān),控,控,家,家,電,電,及,及,安,安

11、,防,防,系,系,統(tǒng),統(tǒng),。,。,主,程,程,序,序,流,流,程,程,圖,圖,開始,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)建報警線程,完成否,恢復(fù)串口,結(jié)束,N,Y,系,統(tǒng),統(tǒng),控,控,制,制,中,中,心,心,硬,硬,件,件,設(shè),設(shè),計,計,智,能,能,終,終,端,端,以,以MCU,為,為,核,核,心,心,，,，,外,外,擴,擴,藍(lán),藍(lán),牙,牙,從,從,模,模,塊,塊,及,及,其,其,他,他,外,外,設(shè),設(shè),接,接,口,口,智,能,能,家,家,居,居,控,控,制,制,中,中,心,心,硬,硬,件,件,：,：,嵌,嵌,入,入,式,式,微,微,處,處,理,理,器,器,、,、

12、,外,外,部,部,存,存,儲,儲,器,器,、,、,數(shù),數(shù),據(jù),據(jù),通,通,信,信,接,接,口,口,、,、,人,人,機,機,接,接,口,口,及,及,調(diào),調(diào),試,試,接,接,口,口,MCU,家用電器、安防設(shè)備,藍(lán)牙從模塊,RS232接口1,RS232接口2,A/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,CS8900,USB攝像頭,嵌入式微處理器（ARM）,DRAM,FLASH,鍵盤,LCD,JTAG,家,電,電,控,控,制,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,開空調(diào),查看家電狀態(tài),查看室溫,關(guān)空調(diào),開取暖閥,關(guān)取暖閥,開熱水器,復(fù)位火警,復(fù)位家居報警,

13、啟動家居報警,發(fā)短信,發(fā)短信,采集家電狀態(tài),采集室溫,系,統(tǒng),統(tǒng),在,在,收,收,到,到,手,手,機,機,對,對,家,家,電,電,控,控,制,制,命,命,令,令,后,后,，,，,在,在S3C2410X,對,對,應(yīng),應(yīng),的,的GPIO,口,口,產(chǎn),產(chǎn),生,生,控,控,制,制,信,信,號,號,，,，,該,該,控,控,制,制,信,信,號,號,經(jīng),經(jīng),放,放,大,大,后,后,驅(qū),驅(qū),動,動,繼,繼,電,電,器,器,動,動,作,作,，,，,從,從,而,而,實,實,現(xiàn),現(xiàn),家,家,電,電,的,的,啟,啟,停,停,控,控,制,制,。,。,安,防,防,報,報,警,警,讀取報警短信,分析報警信號,盜警關(guān)閉,中文

14、短信,火警關(guān)閉,中文短信,煙霧,Y,N,有人,無,Y,N,原,理,理,流,流,程,程,圖,圖,如,如,下,下,所,所,示,示,溫度測試,溫度傳感器,采,采用DS18B20數(shù),字,字溫度傳感,器,器測量范圍,為,為-55+125,，可編程,為,為912,位,位轉(zhuǎn)換精度,，,，通過RO,與,與RI組合,進,進行設(shè)置，,當(dāng),當(dāng)溫度在-10+85之,間,間時測量誤,差,差位0.5,度,度。本程序,模,模塊是根據(jù)DS18B20的溫度,檢,檢測程序來,編,編寫的，主,機,機控制DS18B20,完,完成溫度轉(zhuǎn),換,換必須經(jīng)過3個步驟；,每,每次讀寫之,間,間都要對DS18B20進行復(fù)位,，,，復(fù)位成功,后,

15、后發(fā)送一條,溫,溫度轉(zhuǎn)換指,令,令，最后讀,取,取溫度數(shù)值,指,指令，這樣,可,可以實現(xiàn)對,室,室溫的數(shù)據(jù),采,采集。,監(jiān)控,監(jiān)控系統(tǒng)設(shè),計,計了中文命,令,令集，命令,集,集分兩類指,令,令：,家電操作指,令,令,數(shù)據(jù)采集命,令,令,信息顯示,系統(tǒng)設(shè)計中,的,的通信方案,采,采用SIMCOM公司,生,生產(chǎn)的SIM100-EGPRS,模,模塊：插入SIM卡后,接,接入到中國,移,移動或者中,國,國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò),。,。用戶通過,短,短信發(fā)送系,統(tǒng),統(tǒng)中文操作,指,指令就可以,方,方便地了解,家,家中各種電,器,器的工作狀,態(tài),態(tài)并加以控,制,制，同時在,系,系統(tǒng)報警條,件,件被觸發(fā)時,自,自動以中文

16、,短,短信的方式,將,將報警信息,發(fā),發(fā)送到用戶,手,手機。,開始,DS18B20復(fù)位,發(fā)送讀取序列命令字,讀取并計算溫度,讀取序列號,DS18B20復(fù)位,發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令字,結(jié)束,室溫采集流,程,程圖,與傳統(tǒng)智能,家,家居系統(tǒng)相,比,比，該系統(tǒng),控,控制中心硬,件,件采用基于ARM920T內(nèi)核的32位嵌入,式,式微處理器S3C2410X微處,理,理器作為控,制,制核心，該,芯,芯片本身集,成,成了包括存,儲,儲器接口、,通,通信接口(USB,RS232),A/D,JTAG等在內(nèi),的,的豐富的硬,件,件資源,可,簡,簡化外圍設(shè),備,備與微處理,器,器的硬件連,接,接程度,提,高,高系統(tǒng)的穩(wěn),定,定性、可靠,性,性。,軟件采用Linux作,為,為系統(tǒng)的嵌,入,入式操作系,統(tǒng),統(tǒng)，該系統(tǒng),具,具有簡單易,行,行、成本低,、,、可隨時操,作,作、易被用,戶,戶接受的特,點,點。,該系統(tǒng)控制,中,中心與智能,終,終端之間采,用,用藍(lán)牙無線,傳,傳輸方式,避,避免了有線,連,連接方式布,線,線復(fù)雜、線,路,路易腐蝕、,維,維護不方便,、,、影響室內(nèi),美,美觀等缺點,。,。,用戶可以在GSM網(wǎng)絡(luò),