嵌入式智能家居安防監控系統的設計

摘要: 采用嵌入式系統和GPRS 通信技術(shù)相結合的方式，搭建了一個(gè)智能家居安防監控系統。通過(guò)本系統，可以對室內的溫度、煙霧、人體熱釋進(jìn)行監測，通過(guò)短信和遠程登錄方式，實(shí)現家居遠程安防監控。

　　1 引言

　　隨著(zhù)人們生活條件的日益改善，生活變得越來(lái)越舒適，對家庭安全防護的意識也越來(lái)越強，其中包括用電安全、用氣安全、家庭反盜、小孩和老人的看護等等。隨之而來(lái)的是，智能家居系統悄悄地走入了我們的生活中。智能家居系統是利用計算機、嵌入式系統和通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將各種與家居生活有關(guān)的子系統(如照明、安防、家電等)有機地結合，通過(guò)統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。

　　2 系統的功能

　　系統主要針對普通家居用戶(hù)設計，使用戶(hù)能夠進(jìn)行家居安防的遠程監測。具體功能有以下三點(diǎn):

　　( 1) 家居安全防范: 當室內的溫度高于已設定的值或檢測到室內的煙霧濃霧偏高或特殊角落有異常動(dòng)靜，則系統會(huì )以不同的方式向安防用戶(hù)報警，如: 向手機終端發(fā)送短信、產(chǎn)生報警信號等。此外，在門(mén)禁部分，一旦不法分子連續三次輸入密碼有誤，則系統會(huì )自動(dòng)給用戶(hù)發(fā)送短信同時(shí)室內會(huì )響起一段報警信號。

　　( 2) 家居狀況實(shí)施遠程監測: 溫感、煙感、人體熱釋電等傳感器能將采集的數據(數字量)實(shí)時(shí)的顯示在LCD液晶顯示屏，讓安防用戶(hù)隨時(shí)了解室內的狀態(tài)，也可以讓安防用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)查看，從而實(shí)現實(shí)時(shí)監控的功能; 用戶(hù)可以通過(guò)萬(wàn)能遙控器主動(dòng)地查詢(xún)室內的溫度，煙霧狀態(tài)，特殊地方人員的動(dòng)靜; 或者通過(guò)WEB 服務(wù)器了解室內的狀況。

　　( 3) 門(mén)禁訪(fǎng)問(wèn): 當有客人來(lái)訪(fǎng)時(shí)，客人可以在門(mén)禁處點(diǎn)擊LCD液晶顯示屏進(jìn)入客人界面獲得相應的幫助。如: 給房主發(fā)送短信、查看日歷、獲得He lp文檔功能等。

　　3 系統的設計

　　本系統以m in i4020開(kāi)發(fā)板為主平臺，51單片機進(jìn)行輔助控制; 電機模塊、GPRS 模塊、LCD1602、萬(wàn)能遙控器為輔助硬件支撐; 溫、煙、人傳感器實(shí)時(shí)采集數據; m ini4020與單片機之間采用ZT- TR43U 無(wú)線(xiàn)通信接口進(jìn)行數據交換。

　　3.1 系統硬件設計

　　從圖1中可清楚地看出，本系統主要有m in i4020主控臺和51單片機從控臺兩大部分組成。還有一些擴展模塊: GPRS模塊，主要用來(lái)發(fā)送報警信息; 電機模塊，用來(lái)模擬智能開(kāi)門(mén); 溫度傳感器、煙霧傳感器、人體熱釋電傳感器模塊，用來(lái)采集室內信息; 萬(wàn)能遙控模塊，用來(lái)控制智能撤/布防。其中，51單片機部分置于室內，主要用來(lái)將傳感器采集過(guò)來(lái)的數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊發(fā)送到主控臺; m in i4020主控平臺置于室外門(mén)禁處，主要用于將從控部分傳過(guò)來(lái)的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，一旦有異常情況發(fā)生，便啟動(dòng)GPRS實(shí)現報警功能。

圖1 系統硬件結構圖

　　3.2 系統軟件設計

　　( 1)主程序。

　　系統在開(kāi)機時(shí)首先檢測外圍設備并加載驅動(dòng)程序，之后啟動(dòng)操作系統。當前面的所有初始化工作做完之后就開(kāi)始加載監控系統。監控系統大多都是后臺程序，系統運行起來(lái)就開(kāi)始進(jìn)行檢測，讀取串口數據，當檢測到異常情況時(shí)，觸發(fā)報警信號。啟動(dòng)流程圖如圖2所示。

圖2 系統啟動(dòng)流程圖

圖3 溫度、煙霧、人體熱釋電報警流程圖