嵌入式智能家居远程监控系统的设计与实现

陈强（安康学院科研处，陕西　安康　725000）



嵌入式智能家居远程监控系统的设计与实现

陈强
（安康学院科研处，陕西安康725000）

设计实现了基于互联网的嵌入式智能家居远程监控系统，该系统以ARM9的S3C2440为核心处理器，外部扩展SIM300 GPRS无线传输模块及网络接口，通过摄像头、温湿度传感器模块、红外感应模块、LED等对家居环境进行实时监控。系统整个实时监控的主要作用平台是Boa服务器，为整个系统提供一个可靠、稳定的监控系统。通过测试，系统中的LED、GPRS、温湿度模块和摄像头模块能够在Boa服务器的协调下有效地运行，基本实现了基于Boa服务器与GPRS的智能家居监控系统。

监控系统；智能家居；嵌入式；Boa服务器

智能家居控制系统是对家居环境进行智能控制的过程［1］。该系统使用当前先进的计算机控制技术、无线网络通讯技术、综合布局布线技术，把与家居环境或者日常生活相关的子系统有效地结合起来，经过协调管理使人们的家居生活更加舒适、安全、便捷。与传统家居生活相比，智能家居系统在拥有传统居住功能的基础上，更加注重家庭生活的舒适安全、高品位。

计算机与无线通讯网络技术相结合而产生的智能家居系统，使人们的日常生活有了不一样的感受。当今，依赖手机或互联网，人们可以随时随地来监控自己的家居环境状况，使人们的日常家居生活有了很大改变。随着现代科技的不断发展，家居环境的智能化、信息化和网络化必将成为未来家居设计装饰的发展趋势［2-3］。

1　系统设计分析

在整个系统的设计过程中，系统方案的确定是整个系统设计中非常重要的一个环节，整个系统的整体性能和实施细节都依赖于系统方案。该设计属于嵌入式应用设计，系统设计的大致方法如下：首先根据系统的整体要求确定系统类型，在确定系统方案时必须考虑系统器件选型，器件的选择在整个系统方案设计过程中至关重要，合理的器件选型直接关乎设置参数精确度和系统性能的稳定性。整个参数的设置过程还需要考虑以下几点：I/O口是串行操作还是并行操作；各个模块间数据交互的传输方式、速率以及整个系统信息的提示方式等。

2　系统硬件设计方案

该系统主要使用S3C2440作为主控器件，辅助以LED、GPRS、温湿度传感器、人体红外感应及USB摄像头等来模拟智能家居系统，在整体器件选型和参数设置上充分考虑了整体系统的低功耗、高精度、易控制和可扩展性［4-6］。该设计系统硬件框图如图1所示。

图1　系统硬件框图

3　统软件实现

系统软件实现的主要功能有GPRS通信控制和远程控制的配置。

3.1GPRS通信程序实现

GPRS模块的通信控制通过AT指令集来实现通信功能。SIM300可设置的 AT命令包括 GSM07.05、GSM07.07、ITU-T介绍的AT命令［7-8］。此外，SIM300还支持SIM公司扩展的AT命令。

3.2远程控制程序实现

首先，从UART串口端接收数据包，在分析数据包中内容的基础上，把信息内容存入buffer中，以备后续控制部分使用该内容。

其次，依据提取的短信内容和通过内容来对相关资源进行控制。由于该段代码需要实时刷新，故在定义变量时不要被每次改变的信息定义为静态变量，且注意在将控制状态写入UART时应先打开串口驱动，在每次用过串口后应将其关闭，以免影响下次使用时的数据信息。

4　智能家居远程控制系统的设计实现

该智能家居远程控制系统的设计主要分为Web页面设计和CGI程序设计，其中Web页面主要由功能选择和系统控制两部分功能组成；而CGI程序通过Web服务器，响应用户请求，执行相应的操作以完成家居环境监控任务。

该系统CGI程序的主要功能有：①响应用户查询，包括环境温湿度、视频监控的状态，以页面的形式给用户提供实时的家居现场信息；②接受用户控制请求后，通过控制子程序来实现相应的控制动作［8-9］。

5　结语

该设计在基于家居智能化要求的基础上，提出了以ARM9的S3C2440为核心处理器，外部扩展SIM300 GPRS无线传输模块及网络接口的设计方案，GPRS模块根据AT指令集完成接收报警短信，并且保证实时对家居环境进行监测，而Boa服务器实现了基于CGI接口的经由网络的家居监控功能。该系统具有低成本、高可靠性和良好的可扩展性等特点，符合未来家居的信息化、智能化要求。

［1］杨士元.掀开智能家居的面纱［J］.中国计算机用户，2002（33）：123-126.

［2］秦勃，王琳，邵峰晶，等.无线嵌入式智能家居环境网关［J］.计算机应用研究，2006（6）：239-241.

［3］李东晓.分布式监测诊断系统总体设计思想的研究［J］.供工矿自动化，2007，（2）：4-7.

［4］王聪，王鹏.基于BOA与GPRS的智能家居监控系统［J］.吉林化工学院，2011（9）：80-83.

［5］施自华，伍臣周.基于GSM的智能家居系统的设计与实现［J］.三明学院报，2010（4）：341-344.

［6］彭辉.基于GPRS的智能家居控制系统设计［J］.绵阳师范学院学报，2009（11）：84-87.

［7］谭波.基于GPRS的智能监控系统的研究［J］.微计算机信息，2009（3）：70-71.

［8］施文灶，王平，黄晞，等.嵌入式智能家庭网关的软件设计［J］.计算机系统应用，2010（10）：47-50.

［9］宋文辉，余楚中.嵌入式智能客房控制终端的设计与实现［J］.现代建筑电气，2010（1）：9-12.

Design and Implementation of Embedded Inteligent Home Romote Monitoring System

Chen Qiang
（Department of Science and Technology，Ankang University，Ankang Shanxi 725000）

Romote control and system management of intelligent home facility based on Internet was designed and implemented，S3C2440 was used as the core processor and SIM300 GPRS and network interface was used as the external expansion interface.The scene was monitored by the cameras，temperature and humidity sensors，infrared induction and LED module.The Boa server，which could provide a dependable and stable service，was regarded as the control center of the scene monitor.The test showed that the LED，GPRS，temperature and humidity sensors，and camera module could work collaborated by the Boa web server.The monitoring system of smart house based on the Boa server and the GPRS was implemented. Keywords:monitoring system；smart house；embedded；boa server

TP277

A

1003-5168（2016）04-0043-02

2016-03-06

安康学院2013年国家级大学生创新创业训练计划项目（201311397005）；安康学院2013年校级大学生创新创业训练计划项目（2013aku015）。

陈强（1983-），男，本科，实习研究员，研究方向：计算机系统集成。