基于嵌入式的智能家居系统设计与实现

基于嵌入式的智能家居系统设计与实现摘要：伴随着人们工作节奏的加快和工作环境的不确定性，人们越来越注重居住环境的安全，希望能在第一时间知道家中的安全情况，因此，设计一种智能家居远程控制系统具有良好的实际意义。本文浅析基于嵌入式的智能家居系统设计与实现。关键词：嵌入式；智能家居；远程控制]引言电子技术、智能控制技术以及物联网技术的融合，使得传统住宅家居体系已经无法满足居住要求，对于智能化以及安全性的要求逐渐提升。虽然当前视频监控已经逐渐被重视，但在具体操作中相对复杂。这种状况的产生，使得对嵌人式智能家居系统的研究热度逐渐上升，成为引领远程控制的重要方式。目前，大多数嵌入式系统都以处理器为核心，与一些检测、监控设备配合实现一定的功能，但是由于视频图像传输的影响以及监控界面的问题，客户端的远程监控效果并不理想。如果嵌入式智能家居系统能够连接到Internet和GPRS模块，则用户可以通过远程登录界面来了解家居环境信息。因此，本文提出了一款具有网络功能的智能家居控制系统的实现方案，使用火狐浏览器作为上位机，采用JPEG高效压缩算法对视频图像进行压缩，用户不仅可以通过浏览器监测家居环境信息，还可以访问Web服务器中的视频，同时，GPRS通信模块还能将异常信息以短信方式通知用户，提高了智能家居控制的灵活性。1嵌入式智能家居系统总体设计基于智能家居制品监控的角度分析，主要需要借助当前计算机技术，设计并构成智能家居子系统，将各个技术融合之后实现统一管理。站在智能家居系统的角度，主要包括视频服务、客户端、服务端等部分。硬件设计。此次设计采用TX2440A开发板进行设计，将S3C2440处理器作为主控制芯片，主频已经能够达到400MHz，具有单独的管理单元、控制器以及存储器等。LCD显示部分包括3.5英寸真彩色液晶屏，具备USB接口。在开发板方面具备多种结构，便于对系统的调试与测试需求；视频采集模块运用ZC301摄像头，可实现Linux提供摄像头视频数据的采集；包括DS18B20室内温度的传感器；GPRS通信模块。至此，用户端通过移动终端，向监控中心发送请求，监控中心在接受请求之后进行处理并进行解析，将现场监控终端发送操作指令，现场终端提交反馈，得出操作结果。2系统架构2.1硬件设计2.1.1嵌入式微处理器将每次对LED灯的操作进行数据实时更新。2.2.3视频监控模块的软件设计视频监控实现分为三个部分：视频图像采集、视频数据传输、视频图像显示。通过Linux系统内部的V4L对视频图像采集，将采集到的原始图像数??通过JPEG压缩输出给客户端进行实时播放，网络传输中应用层采用TRTP/RTCP协议配合来保证传输的质量，传输层与网络层采用TCP/IP协议。同时移植BoaWeb服务器，通过CGI监听客户端的请求，从而实现与客户端的网络交互。2.3监测界面的实现根据CGI程序的工作原理，监控页面主要分两部分组成：静态表单页面设计和动态Web页面设计，使用HTML来设计静态页面，使用CGI技术制作动态页面。当用户通过浏览器访问Web服务器时，访问的第一个文件是index.html，将弹出一个对话框要求用户输入登录信息，进行身份验证，由login.cgi对用户的登陆信息进行验证，通过认证之后，用户才能进入系统的主页面main.html，在main.html主页面里为用户提供三种功能：家居环境检测；室内电灯控制；网络视频监控。其中家居环境检测、报警信号、照明灯由main.cgi程序进行控制，每个模块利用CGI传输数据和操作指令，完成照明灯的操作和数据保存；网络视频由视频流服务器Mjpg-streamer通过网络传输到浏览器。当鼠标点击视频查看按钮时，该页面会链接到stream.html上，显示视频监控画面，在此界面上，点击左侧的菜单可以进行远程画面拍照，点击控制菜单将进入视频参数调整界面。3嵌入式智能家居系统实现3.1现场监控实现现场监控终端在完成监控中心的监控命令的同时，还需要具备识别与应答功能，更主要的是需要完成具体硬件操作。主要包括设备配置、开关设备、查询设备参数、调节家居等。3.2服务器端实现服务端的实现，需要借助SQLServer数据库，在服务端，主要具备用户登录与注销、用户管理、家庭管理、设备管理以及系统配置等不同的操作，用户在通过登录服务器端，发送指令，满足远程监控的需求。用户登录界面需要用户输人验证码与密码，验证完成之后执行操作；用户管理功能实现，具备注册、增加、删除以及修改等功能；家庭管理包括财务管理与物品管理，用户提供特殊权限才能够访问；设备管理，能够实现设备参数配置，修改设备信息；系统配置是协调控制端与客户端的关系，随时监控系统的各个状态。结语在此次研究与设计的过程中，针对嵌人式智能家居系统提供设计方案，在分析整体组织框架之后，确保对硬件与软件方面的设计，完成监控界面与系统终端的交互过程，确保对室内环境信息的采集，满足安防检验、照明控制以及对视频信息的处理。研究结果表明，嵌人式智能家居系统的应用效果良好。参考文献[1]王苏苏基于ARM嵌入式智能家居系统的设计与实现田无线互联科技，2017，4（05）：75-77.[2]李永，黄晶，马建刚基于WebServices的嵌入式智能家居系统的研制田微计算机应用，2017，4（02）：37-47.[3]刘余，孟小华嵌入式智能家居终端通信模块的设计与实现田计算机工程?c设计，2017，5（08）：168-169.[4]冯飞雨，于春梅，胡立锋.基于S3C2440的嵌入式远程视频监控系统的设计[J].安防科技，2017，31（16）：3569-3572.[5]陈书益，黄永慧.开源视频服务器软件MJPG-streamer的研究和应用[J].电子设计工程，2016，20（5）：172-176.[6]朱立彬.基于GPRS智能家居远程网络监控系统的研究[D].郑州：中北大学，2017.[