袁妙玲

摘 要 通信技術(shù)、信息傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，為智能家居系統(tǒng)功能的不斷豐富提供了技術(shù)支持。文章主要圍繞遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計、遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計、無線局域網(wǎng)軟件系統(tǒng)設(shè)計、遠程監(jiān)控系統(tǒng)中心軟件設(shè)計等方面展開討論，針對智能家具遠程監(jiān)控系統(tǒng)各個組成部分進行探討，從而保證系統(tǒng)的合理設(shè)計，實現(xiàn)家具防盜、防火、實時巡邏以及智能照明等功能。

關(guān)鍵詞 智能家居；遠程監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)方案設(shè)計

中圖分類號 TP2 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）212-0097-02

近年來，互聯(lián)網(wǎng)覆蓋面積的擴展，促使信息逐漸融入到人們生產(chǎn)生活的各個方面。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放性特征，能打破時間和空間的限制，借助網(wǎng)絡(luò)媒介來開展相關(guān)工作。而智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)便是在利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，形成的一種應(yīng)用價值較高的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)作用下，能保證用戶對建筑室內(nèi)情況有準(zhǔn)確掌握，并進行遠程控制，能有效滿足人們的家居需求，并且是建筑行業(yè)未來發(fā)展主要趨勢。

1 遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計

對于遠程監(jiān)控系統(tǒng)而言，要求系統(tǒng)主要具備以下功能：對家居用電設(shè)備開關(guān)的控制；無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)功能；遠程監(jiān)控及接入網(wǎng)絡(luò)功能；攝像拍照功能；安防報警功能。只有具備上述功能，才能充分發(fā)揮系統(tǒng)對建筑物的安全保障作用，使得建筑性能滿足用戶需求。在系統(tǒng)功能確定后，還需要進行無線網(wǎng)絡(luò)的選擇。智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中局域網(wǎng)的搭建需要考慮到網(wǎng)絡(luò)性能需求，如通信距離、數(shù)據(jù)傳輸效率、可靠性等方面，還應(yīng)從局域網(wǎng)組建成本這一角度出發(fā)，確保建立一定低能耗、低成本、可擴展和靈活性較強的組網(wǎng)形式。目前常見的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括無線局域網(wǎng)、超寬頻、藍牙以及ZigBee等。在對多種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行參數(shù)分析后，可得到表1。

從表格中數(shù)據(jù)可觀察到，ISM無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在局域網(wǎng)組網(wǎng)上有一定的應(yīng)用優(yōu)勢。因此，本系統(tǒng)在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)計上選擇CC1110為無線網(wǎng)方案，并在其中移植一個小型的協(xié)議棧，能有效增強局域網(wǎng)安全性和信息傳輸準(zhǔn)確性，以便為智能家居監(jiān)控系統(tǒng)效能的實現(xiàn)創(chuàng)造有利條件。在系統(tǒng)總體方案設(shè)計上，本系統(tǒng)主要利用無線局域網(wǎng)、終端監(jiān)控設(shè)備等共同組成系統(tǒng)框架。無線局域網(wǎng)包括主控節(jié)點、擴展節(jié)點、主機模塊和終端節(jié)點等，不同部分對應(yīng)特定功能，能保證對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行有效處理，從而充分發(fā)揮系統(tǒng)功能。

2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計

本系統(tǒng)硬件設(shè)計主要選擇CC1110模塊和SIM900模塊。對于CC1110模塊來講，在芯片內(nèi)將放置起到增強作用MCU？IP核，具有較強的運算能力。另外這一芯片內(nèi)包含較豐富的微小構(gòu)件，如控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、異步串口、檢測電路和可編輯定時器等，芯片電源電壓在2V～3.6V的范圍內(nèi)。本遠程監(jiān)控系統(tǒng)選擇ADI公司研發(fā)的ADI3300芯片為電源芯片，在這一芯片作用下，可實現(xiàn)較寬的電壓輸入范圍。同時，芯片內(nèi)部的頻率收發(fā)模塊中還安裝了調(diào)制解調(diào)器，能實現(xiàn)較靈活的系統(tǒng)功能匹配。對于SIM32主機模塊來講，將這一芯片應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中，可保證系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮。該芯片的控制器內(nèi)部設(shè)置一顆性能較好的RIS內(nèi)核和數(shù)據(jù)存儲器，另外還包括匹配度較高的I/O管腳。這一系列的器件有較好兼容性，能保證各個子系統(tǒng)的高效運行[ 1 ]。SIM芯片對使用環(huán)境的適應(yīng)性較強，可在大部分工業(yè)環(huán)境下正常運行，并且它的供電電壓較低，通常在2V～3.6V，可使用多種供電形式來驅(qū)動模塊作業(yè)。另外，為了保證對家居情況的遠程監(jiān)控，還需要在系統(tǒng)中設(shè)計紅外傳感器和驅(qū)動電路。其中紅外傳感器作業(yè)原理為紅外光通信。通常將紅外傳感器分成發(fā)射部分以及接收部分兩種，發(fā)射部分主要利用發(fā)光二極管進行光線發(fā)射，為了避免紅外線光對人們?nèi)粘Ｉ畹母蓴_，通常將紅外光信號附加在載波中，再次利用二極管傳遞出去，即可完成調(diào)制過程。

3 無線局域網(wǎng)軟件系統(tǒng)設(shè)計

在對家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計進行分析時，可主要從以下方面著手：

首先，SIM32控制軟件設(shè)計。這一控制器模塊應(yīng)實現(xiàn)以下功能：接收用戶終端的監(jiān)控指令；實行監(jiān)控命令并將命令利用中心節(jié)點發(fā)送到目標(biāo)端的節(jié)點設(shè)備，之后由終端節(jié)點進行具體處理和執(zhí)行，最終將處理結(jié)果由網(wǎng)絡(luò)媒介返回用戶端；及時接收中心節(jié)點的請求信息，并根據(jù)報警類型，運行相應(yīng)的功能模塊。如針對不同的請求信息，要求模塊能執(zhí)行報警任務(wù)、攝像任務(wù)和濕度采集任務(wù)等。在控制芯片以及操作系統(tǒng)的選擇上，為了實現(xiàn)上述需求，本系統(tǒng)的主控制模塊選擇低能耗的ARM構(gòu)件作為系統(tǒng)的主要控制芯片。另外，還需要對主控制器系統(tǒng)總體框架進行設(shè)計。主控制器包括5個子模塊，分別是數(shù)據(jù)傳輸模塊、攝像采集模塊、手機藍牙模塊、報警模塊和控制模塊等，它的總體框架如圖1所示。

其次，在CC110傳感器軟件設(shè)計上，應(yīng)注重中心節(jié)點的合理設(shè)計。中心節(jié)點是監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，需要其實現(xiàn)以下功能：接收控制器發(fā)出的控制信息；擴展中心節(jié)點的請求信息；向終端設(shè)備以及節(jié)點設(shè)備傳遞主控制器指令。為了保證傳感器的有效應(yīng)用，應(yīng)進行協(xié)議棧修改操作。

4 遠程監(jiān)控系統(tǒng)中心軟件設(shè)計

首先，需要針對手機監(jiān)控軟件進行設(shè)計，在搭建手機開發(fā)平臺時，將運用到Eclipse壓縮包、JDK1.6安裝包等相關(guān)軟件，在安裝階段，需要點擊接受許可證，并按照界面指示進行相應(yīng)操作，即可完成安裝作業(yè)。另外，應(yīng)設(shè)計與JAVA相適應(yīng)的環(huán)境變量。如新建一個環(huán)境變量，并設(shè)置變量值的安裝途徑，再次配置Path對應(yīng)的環(huán)境變量，保證系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的順利執(zhí)行。進行壓縮包安裝時，可將下載好的壓縮包進行解壓便能完成Eclipse的安裝。在手機系統(tǒng)藍牙模塊的程序設(shè)計時，需要對相關(guān)的類進行設(shè)計，如Bluetooth？Adapte類，該類表示一個藍牙適配器，是藍牙通信入口，能實現(xiàn)搜索藍牙設(shè)備、判斷藍牙狀態(tài)、控制藍牙適配器的關(guān)閉和打開等。除了進行上述設(shè)計操作外，還需要注重管理連接，當(dāng)兩個設(shè)備建立有效連接后，將產(chǎn)生一個中間對象，在這個中間媒介作用下，能簡化數(shù)據(jù)共享過程。

5 結(jié)論

綜上所述，智能家居監(jiān)控系統(tǒng)具有操作性強和功能多樣的特點，在不同居室的遠程控制上有較好應(yīng)用，極大程度增強了建筑物的安全保障，這一系統(tǒng)可在原有建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行安裝，符合建筑設(shè)計美觀的要求。同時這一系統(tǒng)體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，應(yīng)用范圍較廣，具有較強的發(fā)展?jié)摿?。因此，有必要加強對智能家居遠程控制系統(tǒng)的研發(fā)與設(shè)計，以期充分發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)用價值。

參考文獻

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