MXT2003在智能安防家居系统的应用设计与实现

黄宗强 许全君 薛柏慧 潘林冰

【摘要】随着时代的发展，越来越多的人们使用信息电器，而根据国内的情况，设计一款高效率、低成本的远程控制智能安防家居系统 是时代的需求，让更多的人舒适、便捷、安全的对家居电器等进行有效率的安全监控。本系统主控制器采用STM32模块，通信模块采用GSM移动模块，通过MXT2003模块采集模拟数据，实现远程监控。家庭安防嵌入式远程监控系统主要功能要求是能让主人随时知道家中的安防情况和远程监控家中电器设备的状态。

【关键词】MXT2003;智能;远程监控;STM32模块

在20世纪70年代，国外许多国家也开始对家庭网络进行研究。自从世界上第一幢智能建筑于1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居安防的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。美国电子工业协会于1998年编制了第一个适用于家庭住宅的电气设计标准，及《家庭自动化系统与通讯标准》。

随着我国信息技术的迅速发展，网络和信息家电已越来越多地出现在人们的生活之中，而这一切发展的最终目标都是给人类提供一个舒适、便捷、高效、安全的生活环境。而随着我国GSM、 GPS模块等的成熟发展以及广泛应用，智能安防家居系统也就应运而生。

图1 家庭安防嵌入式远程监控系统组成部分

图2 系统整体设计框图

1.智能安防家居系统应用需求

（1）利用GSM模块，短信设置防盗门密码;（2）利用烟雾报警模块，监控煤气是否泄漏情况;（3）利用无线红外监测模块，监测是否有小偷或不法分子进入室内;（4）MXT2003实时采集模拟信号，监控家居电器使用情况;（5）利用GSM，远程控制各个角落LED的亮灭;（6）利用GSM，远程控制家庭用电设备启动、停止;（7）利用GSM，远程监控家庭电器设备运行状态;（8）TFT彩屏液晶显示，家居智能触摸键控。

2.总体方案设计

智能安防家居系统的组成可以划分为以下几个部分，如图1所示。整个系统由家庭安防监控控制器、信息家用电器、远程监控终端组成。控制器是系统的核心，主要由中央处理器、移动通信模块（GSM模块）、语音录放模块、继电器控制电路模块等模块组成。然后通过串口、I/O端口接上各种功能的传感器实现各种不同功能的安全监控与警报。系统的整体设计框图如图2所示。

2.1 软件设计

系统软件采用分层设计，包括硬件设备驱动层、操作系统层、应用程序接口层和应用软件层。系统软件框架如图3所示。

图3 智能安防家居网络管理系统软件框架

操作系统选择小型的实时操作系统μC/OS-II是基于以下几方面的考虑：完全免费的内核、公开的源代码、系统内核实用性强、可靠性高，操作系统内核对处理器以及ROM、RAM资源的要求不高，利于在32位微处理器上移植。TCP/IP协议分为4层：链路层（ARP协议）、网络层（IP协议、ICMP协议）、传输层（TCP协议、UDP协议）、应用层（HTTP协议）。本系统的TCP/IP协议栈选择uIP1.0;图形用户界面选择μCGUI，模数采集模块选用MXT2003。

2.2 硬件设计

整个系统的硬件设计框图如图4所示，由电源模块、人机交互模块、主控模块、移动通信模块、设备控制模块、数据采集模块、语音录放模块，人体红外监测模块等电路组成。此系统的设计目的是能智能化控制家用电器，并且能实时了解家庭安防情况，分收、发两个模块。“发送”模块由用户通过移动设备发送短信到主控器，主控器对用户的指令进行分析和识别，然后按照指令内容控制相应电器工作或停止。“接收”模块由数据采集设备对当前安防采集数据并发到主控器，主控器对收到的数据进行分析和识别，然后将当前家庭安防状况反馈给用户。用户可以通过手机发不同指令控制各种模块。

图4 家庭安防系统的硬件设计框图

3.结束语

此次设计完成了系统方案论证、硬件设计、软件设计、调试等工作，最终系统功能得以圆满完成。系统具有功能多、应用广、稳定性强、性价比高等特点。系统的成功设计使得以STM32控制器和MXT2003模块为核心的智能安防家居系统的应用开发变得更加便捷，实现远程监控。家庭安防嵌入式远程监控系统还能应用与工农业生产中，实现对无人值守岗位的远程控制和安全报警等，在智能安防领域具有重大的实际意义。

参考文献

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