智能家居中環(huán)境監測系統的研究

　　圖3 室內中心控制機軟件架構圖

　　系統初始化模塊：對室內中心控制機的硬件所有接口進(jìn)行配置及各變量的初始化。

　　環(huán)境信息捕獲模塊：室內中心控制機通過(guò)監聽(tīng)UDP端口，捕獲WIA-PA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)發(fā)送來(lái)的無(wú)線(xiàn)傳感器采集到的家居空氣、環(huán)境信息數據，將收到的數據傳送給環(huán)境信息處理模塊。

　　環(huán)境信息處理模塊：對收到的傳感器數據進(jìn)行解析、加工處理，計算各傳感器的值。一方面將處理后的信息發(fā)送給遠程監控中心，使得遠程監控中心的數據信息也能實(shí)時(shí)的更新。另一方面將處理后的數據發(fā)送給環(huán)境信息實(shí)時(shí)顯示處理模塊，實(shí)現家居環(huán)境信息在室內中心控制機上的實(shí)時(shí)顯示。

　　環(huán)境信息實(shí)時(shí)顯示處理模塊：對環(huán)境信息處理模塊傳送過(guò)來(lái)的數據進(jìn)行界面顯示處理。

　　信息異常聲音報警模塊：當室內溫度過(guò)高或煙霧濃度、有害氣體含量超標時(shí)，室內中心機發(fā)出語(yǔ)音報警提示引起系統用戶(hù)的注意。

　　環(huán)境信息異常圖像顯示模塊：當室內溫度過(guò)高或者煙霧濃度、有害氣體含量超標聲光報警時(shí)，室內中心機發(fā)出聲光報警的同時(shí)彈出報警圖像操作界面，等待用戶(hù)通過(guò)操作室內中心控制機觸摸屏查看信息或者取消報警信息等。

　　系統初始化完成以后，室內中心控制機創(chuàng )建數據接收線(xiàn)程獲取家居環(huán)境信息。傳感器會(huì )發(fā)送兩種數據包：一個(gè)是入網(wǎng)包，一個(gè)是數據包。收到入網(wǎng)包后，通過(guò)解析確定是哪個(gè)傳感器上線(xiàn)，然后在室內中心機的相應界面上顯示相應傳感器的名稱(chēng)。收到數據包后，進(jìn)行數據包的處理提出有效數據信息，計算出傳感器的值，并在室內中心控制機上進(jìn)行傳感器數值的實(shí)時(shí)顯示。同時(shí)將收到環(huán)境信息發(fā)送到遠程監控中心，進(jìn)行信息的及時(shí)更新和顯示。當室內溫度過(guò)高或者煙霧濃度、有害氣的含量超標時(shí)，室內中心控制機將進(jìn)行實(shí)時(shí)的本地報警同時(shí)將報警信息發(fā)送到遠端監控主機上。室內中心控制機軟件主流程圖如圖4所示。

　　圖4 室內中心控制機軟件流程圖

　　系統功能測試

　　環(huán)境實(shí)時(shí)監測系統的主要功能測試：主要對環(huán)境監測值實(shí)時(shí)顯示和環(huán)境值異常時(shí)的報警功能進(jìn)行測試。

　　硬件組成：室內中心控制機、WIA-PA網(wǎng)關(guān)、交換機；WIA-PA溫/濕度傳感器、WIA-PA甲烷傳感器、WIA-PA一氧化碳傳感器、WIA-PA煙霧傳感器、路由器各兩個(gè)。

　　軟件組成：將寫(xiě)好的室內控制中心機程序下載到室內中心控制機中，確保室內中心機能正常工作，同時(shí)將各WIA-PA傳感器的程序和WIA-PA網(wǎng)關(guān)的程序下載到各自的硬件系統中確保能正常使用。同時(shí)將遠程監控中心的管理軟件打開(kāi)。

　　系統測試的地點(diǎn)選擇在按家居環(huán)境布局的展示廳。在展示廳的入門(mén)處安置一個(gè)室內中心控制機。將WIA-PA網(wǎng)關(guān)放置在門(mén)后的交換機箱內，按照房間（客廳、廚房）的布局，布置各傳感器，在客廳中安放WIA-PA路由器及WIA-PA溫、濕度傳感器、WIA-PA煙霧傳感器、WIA-PA一氧化碳傳感器；在廚房中安放WIA-PA路由器、WIA-PA溫、濕度傳感器及WIA-PA甲烷傳感器。系統測試環(huán)境圖如圖5所示。

　　圖5 系統測試環(huán)境圖

　　測試過(guò)程：將遠程監控主機與室內中心控制機通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)相連，然后打開(kāi)WIA-PA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)與WIA-PA路由器、各種傳感器。在室內中心控制機家居安防主界面下點(diǎn)擊無(wú)線(xiàn)測量值按鈕，進(jìn)入到環(huán)境信息監測數據顯示界面，在室內中心控制機界面上可以看到房間信息、傳感器數據信息以及經(jīng)過(guò)計算的各傳感器的采集值。

　　將10℃~100℃的電熱絲調至不同的溫度，放在溫度傳感器下，可以看到室內中心控制機和遠程監控中心的頁(yè)面上溫度傳感器的數值不斷地實(shí)時(shí)刷新改變；當溫度傳感器的值超過(guò)事先設定的閾值后，室內中心控制機會(huì )實(shí)時(shí)的發(fā)出本地聲光報警，同時(shí)發(fā)出遠程報警信息，遠程監控頁(yè)面上也出現了溫度異常報警提示，同時(shí)查看數據庫，發(fā)現有報警信息的存儲。其中環(huán)境信息實(shí)時(shí)顯示和報警界面顯示如圖6所示。

　　圖6 環(huán)境測量實(shí)時(shí)顯示報警界面

　　結論

　　通過(guò)系統功能測試發(fā)現，基于WIA-PA無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的家居環(huán)境實(shí)時(shí)監測系統能較好的實(shí)現對家居環(huán)境信息的實(shí)時(shí)采集；室內中心控制機也能實(shí)時(shí)的接收、轉發(fā)、處理、顯示環(huán)境信息數據，并在異常時(shí)進(jìn)行本地聲光報警和發(fā)送遠程報警信息。遠程監控頁(yè)面上也能實(shí)時(shí)的進(jìn)行環(huán)境信息更新，溫度過(guò)高、有害氣體超標報警提示和報警信息的存儲。因而驗證了WIA-PA無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )能較好地應用于智能家居環(huán)境監測中。