田仲富，王述洋

(東北林業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，哈爾濱 150040)

基于物聯(lián)網(wǎng)近程無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

田仲富，王述洋

(東北林業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，哈爾濱 150040)

首先設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的總體方案，確定了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及各組分之間的通信方式。然后根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，對(duì)其相關(guān)的硬件和軟件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，以一個(gè)高性價(jià)比的嵌入式微處理器為核心，并擴(kuò)展系統(tǒng)所需的ZigBee模塊、GPRS模塊和外圍模塊，利用運(yùn)行在該嵌入式微處理器上的Linux操作系統(tǒng)、ZigBee協(xié)議棧和所設(shè)計(jì)的相關(guān)應(yīng)用程序，完成對(duì)家居設(shè)備的智能管理和控制。此外，利用Internet和GPRS網(wǎng)絡(luò)接口，完成了對(duì)家居設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。本系統(tǒng)采用WCF模式和HDFS文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，可以有效解決智能家居的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題。最后對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：該系統(tǒng)具有安全可靠、低功耗和低成本以及易擴(kuò)展等特點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；嵌入式；監(jiān)控系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能化產(chǎn)品己成為一種新的發(fā)展趨勢(shì)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在家居監(jiān)控中，可通過(guò)構(gòu)建一個(gè)智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)家居信息、設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理和監(jiān)控[1]。本文就是在此背景下，利用嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)、ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)統(tǒng)一的無(wú)線協(xié)議和不同的控制協(xié)議，結(jié)合已有的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)，可以通過(guò)Web方式、短信方式以及無(wú)線等方式對(duì)家居設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理[2]。該系統(tǒng)不僅可使家居生活環(huán)境的舒適性、便捷性以及安全性得到提高，而且對(duì)于改善家居控制的智能化以及促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣和發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)主要著重研究家庭用戶通過(guò)電腦或手機(jī)等對(duì)家居的視頻監(jiān)控和家電控制的通用技術(shù)，主要包括基于ZigBee的家居互聯(lián)技術(shù)、基于WIFI的家居無(wú)線視頻監(jiān)控技術(shù)、基于GSM的短信監(jiān)控技術(shù)以及家居監(jiān)控中心平臺(tái)集成技術(shù)。通過(guò)這4種技術(shù)，提高了家居監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性、便利性、可靠性、兼容性和擴(kuò)展性。

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)由應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層構(gòu)成[3]。

感知層的主要功能是實(shí)現(xiàn)底層ZigBee節(jié)點(diǎn)間的相互連接和感知用戶需要獲取的物理量，如溫度、濕度、速度、光感應(yīng)、音頻信息以及視頻數(shù)據(jù)等。給實(shí)際物體加上信息收發(fā)裝置、智能標(biāo)簽、數(shù)據(jù)處理芯片、數(shù)據(jù)通道等，按照設(shè)定的通信協(xié)議，物體就有了能在物聯(lián)網(wǎng)上唯一可被確認(rèn)的標(biāo)識(shí)，就能進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)。ZigBee節(jié)點(diǎn)將傳感器采集的室內(nèi)環(huán)境信息轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)。ZigBee節(jié)點(diǎn)還可將應(yīng)用層發(fā)出的命令轉(zhuǎn)發(fā)給終端設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)特定的用戶操作。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)Fig.1 General structure of the system

網(wǎng)絡(luò)層主要由ZigBee家庭內(nèi)部網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)構(gòu)成，其主要功能是獲取家居內(nèi)部網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)信息并進(jìn)行相應(yīng)的處理工作。

應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)是本文的主要目標(biāo)。利用應(yīng)用層，用戶能夠很便捷地接入該系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家中安防預(yù)警、老人和兒童的監(jiān)護(hù)以及各種家電的控制等功能。

本設(shè)計(jì)方案中的無(wú)線通信方式采用了ZigBee 和WIFI兩種協(xié)議，這是因?yàn)閆igBee具有自組網(wǎng)、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、傳輸速度比傳統(tǒng)射頻要快許多等優(yōu)勢(shì)，這樣有利于發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，所以沒(méi)有單純的采用WIFI協(xié)議。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 ZigBee通信模塊設(shè)計(jì)

2.1.1 ZigBee協(xié)調(diào)器設(shè)計(jì)

在綜合考慮了智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況下，本智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的ZigBee 網(wǎng)絡(luò)是由JN5139芯片構(gòu)成的星型網(wǎng)絡(luò)[4]。系統(tǒng)中家居設(shè)備和網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通路是由ZigBee協(xié)調(diào)器提供的，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建立和維護(hù)也是由ZigBee協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)的。ZigBee無(wú)線協(xié)調(diào)器的電路原理如圖2所示，JN5139為其電路的控制核心，協(xié)調(diào)器和網(wǎng)關(guān)的通信接口為RS232，因?yàn)楣β史糯蠛蚐MA天線連接接口都可由集成化模塊JN5139提供，所以該協(xié)調(diào)器無(wú)線收發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)只要加配全向天線即可。

圖2 ZigBee無(wú)線協(xié)調(diào)器電路原理Fig.2 The circuit schematic of ZigBee wireless coordinator

2.1.2 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

ZigBee終端節(jié)點(diǎn)主要有采集和操控等節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)是多功能的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這些節(jié)點(diǎn)所具有的特性，保證其調(diào)控和收集的獨(dú)立性。調(diào)控節(jié)點(diǎn)可收集處理其所接收到的控制指令；采集節(jié)點(diǎn)的功能是對(duì)工作條件的變換進(jìn)行檢測(cè)，也可將相關(guān)的信息發(fā)送至下層服務(wù)器進(jìn)行處理[5]。ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。采集和調(diào)控節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容是很相似的，但是調(diào)控節(jié)點(diǎn)具有繼電器單元，而采集節(jié)點(diǎn)卻沒(méi)有；采集節(jié)點(diǎn)具有傳感器單元，而調(diào)控節(jié)點(diǎn)卻沒(méi)有。

圖3 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)Fig.3 ZigBee terminal node structure diagram

2.2 網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)在采集家居環(huán)境信息并將其進(jìn)行處理的同時(shí)還負(fù)責(zé)對(duì)相關(guān)傳感器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在邏輯上網(wǎng)關(guān)被劃分為匯聚層、融合層和決策層[6]。

本設(shè)計(jì)的網(wǎng)關(guān)是基于OK6410開(kāi)發(fā)板進(jìn)行設(shè)計(jì)的。該開(kāi)發(fā)板中的控制核心是三星公司的S3C6410。S3C6410不僅支持從SD卡啟動(dòng)，還支持從Nand啟動(dòng)。此外，OK6410開(kāi)發(fā)板具有豐富的外圍擴(kuò)展接口，如觸摸屏接口、百兆以太網(wǎng)接口、無(wú)線接口、USB接口以及GPRS/3G模塊等組件。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。GPRS無(wú)線模塊和ZigBee無(wú)線模塊為主要的通信部分，包括LAN接口、RS232接口以及JTAG等接口，利用SD卡作為本地存儲(chǔ)、LCD作為本地顯示設(shè)備。通過(guò)采用高性能的嵌入式處理芯片作為網(wǎng)關(guān)的核心器件，可有效地提高調(diào)控節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯聚與調(diào)度，從而大大提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和傳輸能力，真正做到對(duì)家居中家電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

圖4 網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)Fig.4 Gateway structure diagram

3 軟件程序設(shè)計(jì)

3.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)

3.1.1 ZigBee協(xié)調(diào)器的程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)加電后完成初始化工作，協(xié)調(diào)器會(huì)匹配相應(yīng)的信道，并設(shè)置PAN值。然后不停地對(duì)該網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)申請(qǐng)進(jìn)行檢測(cè)。若檢測(cè)到某節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)后，會(huì)給檢測(cè)到的節(jié)點(diǎn)分配地址，同時(shí)把該地址加到本網(wǎng)絡(luò)的地址表中[7]。協(xié)調(diào)器組網(wǎng)流程如圖5所示。

圖5 協(xié)調(diào)器組網(wǎng)流程Fig.5 Network flow chart of coordinator

網(wǎng)路組成后，協(xié)調(diào)器的主要工作就是負(fù)責(zé)終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)路由以及簡(jiǎn)單的打包解析。其工作流程如圖6所示。

圖6 協(xié)調(diào)器工作流程Fig.6 Work flow chart of coordinator

3.1.2 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的程序設(shè)計(jì)

ZigBee終端節(jié)點(diǎn)程序有2個(gè)功能：① 接收控制指令(主要是協(xié)調(diào)器發(fā)來(lái)的)；② 將家電的當(dāng)前工作狀態(tài)發(fā)給協(xié)調(diào)器[8]。終端節(jié)點(diǎn)一般為休眠狀態(tài)，直到收到協(xié)調(diào)器發(fā)來(lái)的控制指令后被激活，然后將接收到的控制指令做特定的處理，之后再次處于體眠狀態(tài)。其工作流程如圖7所示。

圖7 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)工作流程Fig.7 Work flow chart of ZigBee terminal node

3.2 網(wǎng)關(guān)程序設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)程序主要通過(guò)兩個(gè)編程部分進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。一是基于QT的網(wǎng)關(guān)程序的設(shè)計(jì)。在該程序中，需完成一個(gè)用戶控制界面，并通過(guò)該界面可以對(duì)所有終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。利用代碼對(duì)網(wǎng)關(guān)的串口進(jìn)行操作。在嵌入式操作系統(tǒng)中對(duì)串口的操作非常容易，實(shí)際上在一個(gè)已搭建好的嵌入式系統(tǒng)中，對(duì)串口進(jìn)行操作與對(duì)普通文件的讀寫(xiě)操作很相似，只需通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用打開(kāi)、讀和寫(xiě)等函數(shù)即可。在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)被Qt封裝好了的串口類實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的操作，這里的封裝實(shí)際上也就是對(duì)打開(kāi)、讀和寫(xiě)等函數(shù)的調(diào)用。需要在網(wǎng)關(guān)上構(gòu)建http服務(wù)器，這是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)程序的第2個(gè)主要部分。通常在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程中，Linux中常用的apache服務(wù)器一般不被使用，而經(jīng)常采用boa或者h(yuǎn)ttpd更為小巧的服務(wù)器。上述兩種服務(wù)器雖然不支持并發(fā)，但其可同時(shí)支持CGI，可以給CGI程序獨(dú)立創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程。CGI程序主要功能是負(fù)責(zé)執(zhí)行終端用戶發(fā)出的指令，這些指令是基于http協(xié)議中GET請(qǐng)求的。網(wǎng)關(guān)工作流程如圖8所示。

3.3 主控程序設(shè)計(jì)

主控程序主要功能包括對(duì)各種家居設(shè)備的控制、各種終端的數(shù)據(jù)采集、串口數(shù)據(jù)通信以及報(bào)警等功能。在主控程序中，首先對(duì)各種硬件設(shè)備進(jìn)行初始化，并對(duì)各種安全參數(shù)的預(yù)警閾值進(jìn)行設(shè)定。然后對(duì)應(yīng)的采集電路對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息完成采集，并實(shí)時(shí)地把其所采集的信息按照特定的格式傳給服務(wù)層。如果檢測(cè)到有超過(guò)設(shè)定預(yù)警閾值的信息時(shí)，將立即發(fā)出報(bào)警信息。通過(guò)串口接收服務(wù)層用戶發(fā)來(lái)的控制指令，若這些控制指令為預(yù)定的指令格式，則進(jìn)行相應(yīng)的操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)家居設(shè)備工作狀態(tài)的改變。

圖8 網(wǎng)關(guān)工作流程Fig.8 Work flow chart of gateway

3.3.1 溫度檢測(cè)程序設(shè)計(jì)

該部分程序的主要功能是系統(tǒng)經(jīng)過(guò)串口定時(shí)地向協(xié)調(diào)器發(fā)出溫度采集指令，協(xié)調(diào)器將收到的指令發(fā)給溫度傳感器HS1101，HS1101收到指令后進(jìn)行相應(yīng)的采集工作，并將經(jīng)過(guò)A/D變換后的信息發(fā)給協(xié)調(diào)器，以便能夠被主控制器接收、處理。溫度檢測(cè)程序的工作流程如圖9所示。

圖9 溫度檢測(cè)程序工作流程Fig.9 Work flow chart of temperature process

3.3.2 視頻監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

該部分程序的開(kāi)始階段是建立客戶端與服務(wù)器端的可靠連接?？蛻舳耸紫认蚍?wù)器端發(fā)出連接請(qǐng)求，服務(wù)器端對(duì)該請(qǐng)求作出響應(yīng)后二者便建立起了連接。然后客戶端發(fā)送開(kāi)啟視頻采集的信息，服務(wù)器端則開(kāi)啟視頻采集操作，同時(shí)將采集到的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，客戶端對(duì)其接收到的視頻進(jìn)行顯示[9]。具體工作流程如圖10所示。

圖10 視頻監(jiān)控程序流程Fig.10 Flow chart of video surveillance program

3.3.3 GPRS通信程序設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)中，GPRS通信程序的主要功能是和嵌入式主控制器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。本設(shè)計(jì)中選用DATA-6102作為通信模塊，主控器通過(guò)串口發(fā)送AT指令來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制，該模塊主要完成對(duì)SMS短消息的編碼、發(fā)送、接收以及解碼等操作。嵌入式開(kāi)發(fā)板和該模塊間利用AT指令集經(jīng)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。當(dāng)嵌入式開(kāi)發(fā)板加電后，系統(tǒng)向DATA-6102發(fā)送AT指令對(duì)其進(jìn)行初始化操作，之后系統(tǒng)處于待命狀態(tài)。通常有2個(gè)觸發(fā)條件可使DATA-6102進(jìn)入工作狀態(tài)：一是主控器檢測(cè)到警報(bào)信息后，主控器將異常信息通過(guò)該模塊發(fā)送至用戶；二是移動(dòng)終端用戶向主控器發(fā)送相應(yīng)指令時(shí)，該模塊也會(huì)進(jìn)入工作狀態(tài)。GPRS通信程序工作流程如圖11所示。

4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

在系統(tǒng)的整體實(shí)驗(yàn)中，首先將所有的終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加電，協(xié)調(diào)器利用串口同網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，網(wǎng)關(guān)、PC機(jī)等均使用有線的方式連接到互聯(lián)網(wǎng)上。系統(tǒng)整體實(shí)物如圖12所示。

圖11 GPRS通信程序流程Fig.11 Flow chart of GPRS communication program

圖12 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物Fig.12 Physical diagram of experimental system

4.1 基于Web方式控制實(shí)驗(yàn)

嵌入式開(kāi)發(fā)板與PC機(jī)間通過(guò)網(wǎng)線進(jìn)行連接。本實(shí)驗(yàn)是在局域網(wǎng)內(nèi)完成的測(cè)試，所以需把二者的IP設(shè)置在同一網(wǎng)段內(nèi)。設(shè)置完成后，通過(guò)在PC上的瀏覽器中鍵入嵌入式開(kāi)發(fā)板的IP地址就可實(shí)現(xiàn)二者的連接。在客戶端基于Web的系統(tǒng)控制登陸頁(yè)面如圖13所示。當(dāng)輸入正確的用戶名和密碼后，進(jìn)去控制頁(yè)面，則可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制操作。

登陸控制頁(yè)面成功后，單擊網(wǎng)絡(luò)控制家電按鈕，則可進(jìn)入控制頁(yè)面，如圖14所示。單擊網(wǎng)絡(luò)溫度顯示按鈕，則彈出室內(nèi)當(dāng)前環(huán)境參數(shù)的顯示頁(yè)面，如圖15所示。單擊網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控按鈕，顯示室內(nèi)當(dāng)前的視頻信息，如圖16所示。

圖13 系統(tǒng)登錄界面Fig.13 Login interface of the system

圖14 Web控制家電界面Fig.14 Web control household appliances interface

圖15 Web室內(nèi)環(huán)境參數(shù)檢測(cè)Fig.15 Web indoor environmental parameters detection

圖16 Web遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控Fig.16 Web remote video surveillance

4.2 基于短信方式控制實(shí)驗(yàn)

寫(xiě)信息“L1ON”，同時(shí)發(fā)給無(wú)線通信模塊SIM卡所對(duì)應(yīng)的號(hào)碼， 1號(hào)燈將被點(diǎn)亮，控制界面中對(duì)應(yīng)的1號(hào)燈圖標(biāo)變亮，按鈕的狀態(tài)也隨之變?yōu)椤瓣P(guān)”，同時(shí)收到反饋信息“L1ON：OK”(1號(hào)燈點(diǎn)亮成功)。寫(xiě)短信“L10FF”，同時(shí)發(fā)給無(wú)線通信模塊SIM卡所對(duì)應(yīng)的號(hào)碼，1號(hào)燈將被熄滅，控制界面中對(duì)應(yīng)的1號(hào)燈圖標(biāo)變暗，按鈕狀態(tài)也隨之變?yōu)?“開(kāi)”，并可獲得無(wú)線通信模塊的回復(fù)短信“L10FF:OK”(1號(hào)燈熄滅成功)。短信方式控制燈的實(shí)驗(yàn)如圖17所示。

圖17 短信方式控制燈Fig.17 Short message mode control lamp

4.3 基于無(wú)線視頻方式控制實(shí)驗(yàn)

當(dāng)所有的無(wú)線視頻節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，并且連接成功之后，每個(gè)無(wú)線視頻節(jié)點(diǎn)采集的家居視頻都可以在主控軟件上被看到，如圖18所示。

圖18 基于無(wú)線視頻方式家居控制界面Fig.18 Home control interface based on wireless video mode

5 結(jié)束語(yǔ)

本文在對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。依據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，首先從硬件方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，主要包括ZigBee通信模塊設(shè)計(jì)和家庭內(nèi)部網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)；然后從軟件方面對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，主要包括ZigBee網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)關(guān)程序設(shè)計(jì)以及主控程序設(shè)計(jì)等；最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了整體測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)方案中的設(shè)計(jì)要求，且其具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

本系統(tǒng)在嵌入式Linux操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了嵌入式Web服務(wù)器的功能，用戶能夠利用電腦或手機(jī)實(shí)時(shí)控制家中的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，為工作和生活提供了舒適和便利。同時(shí)，本系統(tǒng)為物聯(lián)網(wǎng)在智能監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展提供了新的思路和方向，會(huì)進(jìn)一步加快物聯(lián)網(wǎng)與智能家居監(jiān)控的融合。

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(責(zé)任編輯 楊文青)

Research and Design of Embedded Intelligent Home Monitoring System Based on Internet of Things

TIAN Zhong-fu, WANG Shu-yang

(School of Mechanical and Electrical Engineering,Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

In view of the limitations of the existing intelligent home monitoring system in the family network, this paper designs a kind of intelligent home monitoring system based on Internet of things. The system adopts networking short-range wireless networking technology, ZigBee Home Furnishing interconnection technology, based on WIFI Home Furnishing wireless video monitoring technology and GSM and SMS monitoring technology for the system of research and implementation. In terms of hardware, the embedded microprocessor S3C6410 as the control core, the controller compared with the current monitoring system used by the most intelligent Home Furnishing has high reliability, stability and low power consumption advantages; for software, modular design methods is adopted, and the communication between different modules are realized by the communication interface. In addition, this paper focuses on the problem of intelligent gateway access security system research and design. The results show that the system has the characteristics of safety, reliability, low power consumption, low cost and convenient extendibility.

internet of things; smart home; embedded; monitoring system

2016-10-08

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51378096)；黑龍江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(C201244)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(DL12BB01)

田仲富(1978—)，男，山東鄆城人，博士，講師，主要從事智能控制方面的研究，E-mail:txl800328@126.com.

田仲富，王述洋.基于物聯(lián)網(wǎng)近程無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)的嵌入式智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué))，2017(1):79-86.

format：TIAN Zhong-fu, WANG Shu-yang.Research and Design of Embedded Intelligent Home Monitoring System Based on Internet of Things[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2017(1):79-86.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2017.01.013

TP39

A

1674-8425(2017)01-0079-08