李樹鵬天津工業(yè)大學電子與信息工程學院

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基于ARM 的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計

李樹鵬
天津工業(yè)大學電子與信息工程學院

摘要：針對傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)的不足，本文提出了一種基于智能家庭遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案。該系統(tǒng)由智能家居終端、智能家居控制中心以及客戶端三部分構(gòu)成，智能家居控制中心與終端之間是基于藍牙的無線連接，和客戶之間的基于GPRS和Internet接線方式。該系統(tǒng)有豐富的軟硬件資源，具有低成本、低功耗、易于擴展等優(yōu)點。

關鍵字：ARM 智能家居 遠程監(jiān)控

1　引言

隨著計算機技術、通信技術和微電子技術的飛速發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對生活環(huán)境的要求開始邁向追求精神內(nèi)涵、安全舒適、智能化和自動化作為理想的目標，因此智能家居環(huán)境逐漸引起人們的關注。目前，在智能家居系統(tǒng)的設計、智能化家居控制中心和終端（家電設備、安防設備、表格等）的有線連接總線（RS485、LonWorks等），此連接方式具有接線復雜，線路容易被腐蝕，維修不便，影響室內(nèi)美觀等缺點。遠程用戶和智能控制家居中心使用通信電話線和電纜之間的溝通，不能用目前成熟的移動通信技術，這給用戶帶來很多不便。家居智能控制中心大多以單片機作為控制核心，隨著用戶需要的功能要求越來越多，并且單片機軟、硬件資源有限的系統(tǒng)升級帶來極大的困難，并且維護和調(diào)試不便。鑒于此，本文提出了基于智能家庭遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案。

2　智能家居無線技術概述

2.1 GPRS技術簡介

通用分組無線業(yè)務（GPRS）以分組交換技術為基礎，通過IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡協(xié)議的使用，打破了現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)業(yè)務的最高9.6 kb/s的限制率，其最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達171.2 kb/ s。GPRS具有高速傳輸，永遠在線及按流量計費的特點，并且能夠減少資源的浪費和無線通信和低成本。

2.2 藍牙技術簡介

藍牙技術是一種新興的技術，其主要目的是建立一個短距離的無線通信標準。它采用2.4 ～ 2.5GHZ的ISM（Industry Scientific Medical）頻帶傳輸語音和數(shù)據(jù)。采用成熟、實用、先進的無線技術來代替電纜。它提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動設備通過PAN（Personal Area Network）連接。通過這種方式，人們可以通過移動電話或互聯(lián)網(wǎng)在任何時間/任何地方對家用電器（空調(diào)，熱水器，電飯煲，照明，音頻，錄音機）進行遠程控制。

3　系統(tǒng)的主要功能和總體結(jié)構(gòu)設計

3.1 主要功能

用戶通過電話或互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控和控制家用電器、照明、窗簾、門禁、安全等基礎設施和室內(nèi)環(huán)境，也可以自動完成（水、電、煤氣）的抄表工作。

3.2 總體結(jié)構(gòu)設計

智能家居系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分是嵌入式網(wǎng)絡服務器，系統(tǒng)在有線和無線通信方式集于一體，用戶可以通過手機或個人電腦登陸主頁的嵌入式網(wǎng)絡服務器通過驗證用戶名和密碼后，可以查看或控制家用電器、燈光、窗簾、門禁、安防等基礎設施；系統(tǒng)采用液晶顯示和鍵盤，具有良好的人機界面。用戶可以通過鍵盤設置系統(tǒng)參數(shù)。該系統(tǒng)具有豐富的擴展接口，如A/D轉(zhuǎn)換接口，藍牙無線接口、RS 485接口，GPRS和以太網(wǎng)接口。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設計如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖

3.3 系統(tǒng)硬件設計

該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設計如圖2、圖3所示。從圖2可以看出，以單片機為控制核心的智能終端，藍牙擴展模塊和其他外圍接口。如圖3所示。智能家庭控制中心硬件由嵌入式處理器、外部存儲器、數(shù)據(jù)通信接口、人機界面和調(diào)試接口五部分組成。

圖2 智能終端硬件結(jié)構(gòu)圖

圖3 智能家居中控制中心硬件結(jié)構(gòu)圖

4　結(jié)論

與傳統(tǒng)的智能家庭系統(tǒng)相比，系統(tǒng)控制中心的硬件采用以ARM微處理器為控制核心，便于系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試、維護、升級和擴展，同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。該系統(tǒng)控制中心和智能終端采用藍牙無線傳輸方式，避免了電纜連接線路復雜，電路容易腐蝕和維護不方便，影響了室內(nèi)外觀缺陷。因此，該系統(tǒng)的設計具有一定的參考價值。

參考文獻

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