智能家居远程监控系统的研究与设计

袁妙玲

摘 要 通信技术、信息传输技术的快速发展，为智能家居系统功能的不断丰富提供了技术支持。文章主要围绕远程监控系统方案设计、远程监控系统硬件设计、无线局域网软件系统设计、远程监控系统中心软件设计等方面展开讨论，针对智能家具远程监控系统各个组成部分进行探讨，从而保证系统的合理设计，实现家具防盗、防火、实时巡逻以及智能照明等功能。

关键词 智能家居；远程监控系统；系统方案设计

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）212-0097-02

近年来，互联网覆盖面积的扩展，促使信息逐渐融入到人们生产生活的各个方面。网络环境的开放性特征，能打破时间和空间的限制，借助网络媒介来开展相关工作。而智能家居远程监控系统便是在利用互联网技术的基础上，形成的一种应用价值较高的系统。在该系统作用下，能保证用户对建筑室内情况有准确掌握，并进行远程控制，能有效满足人们的家居需求，并且是建筑行业未来发展主要趋势。

1 远程监控系统方案设计

对于远程监控系统而言，要求系统主要具备以下功能：对家居用电设备开关的控制；无线局域网的组网功能；远程监控及接入网络功能；摄像拍照功能；安防报警功能。只有具备上述功能，才能充分发挥系统对建筑物的安全保障作用，使得建筑性能满足用户需求。在系统功能确定后，还需要进行无线网络的选择。智能家居监控系统中局域网的搭建需要考虑到网络性能需求，如通信距离、数据传输效率、可靠性等方面，还应从局域网组建成本这一角度出发，确保建立一定低能耗、低成本、可扩展和灵活性较强的组网形式。目前常见的无线网络技术包括无线局域网、超宽频、蓝牙以及ZigBee等。在对多种无线网络技术进行参数分析后，可得到表1。

从表格中数据可观察到，ISM无线网络技术在局域网组网上有一定的应用优势。因此，本系统在内部网络设计上选择CC1110为无线网方案，并在其中移植一个小型的协议栈，能有效增强局域网安全性和信息传输准确性，以便为智能家居监控系统效能的实现创造有利条件。在系统总体方案设计上，本系统主要利用无线局域网、终端监控设备等共同组成系统框架。无线局域网包括主控节点、扩展节点、主机模块和终端节点等，不同部分对应特定功能，能保证对相关数据信息进行有效处理，从而充分发挥系统功能。

2 远程监控系统硬件设计

本系统硬件设计主要选择CC1110模块和SIM900模块。对于CC1110模块来讲，在芯片内将放置起到增强作用MCU？IP核，具有较强的运算能力。另外这一芯片内包含较丰富的微小构件，如控制器、模数转换器、异步串口、检测电路和可编辑定时器等，芯片电源电压在2V～3.6V的范围内。本远程监控系统选择ADI公司研发的ADI3300芯片为电源芯片，在这一芯片作用下，可实现较宽的电压输入范围。同时，芯片内部的频率收发模块中还安装了调制解调器，能实现较灵活的系统功能匹配。对于SIM32主机模块来讲，将这一芯片应用到监控系统中，可保证系统功能的充分发挥。该芯片的控制器内部设置一颗性能较好的RIS内核和数据存储器，另外还包括匹配度较高的I/O管脚。这一系列的器件有较好兼容性，能保证各个子系统的高效运行[ 1 ]。SIM芯片对使用环境的适应性较强，可在大部分工业环境下正常运行，并且它的供电电压较低，通常在2V～3.6V，可使用多种供电形式来驱动模块作业。另外，为了保证对家居情况的远程监控，还需要在系统中设计红外传感器和驱动电路。其中红外传感器作业原理为红外光通信。通常将红外传感器分成发射部分以及接收部分两种，发射部分主要利用发光二极管进行光线发射，为了避免红外线光对人们日常生活的干扰，通常将红外光信号附加在载波中，再次利用二极管传递出去，即可完成调制过程。

3 无线局域网软件系统设计

在对家居远程监控系统的软件设计进行分析时，可主要从以下方面着手：

首先，SIM32控制软件设计。这一控制器模块应实现以下功能：接收用户终端的监控指令；实行监控命令并将命令利用中心节点发送到目标端的节点设备，之后由终端节点进行具体处理和执行，最终将处理结果由网络媒介返回用户端；及时接收中心节点的请求信息，并根据报警类型，运行相应的功能模块。如针对不同的请求信息，要求模块能执行报警任务、摄像任务和湿度采集任务等。在控制芯片以及操作系统的选择上，为了实现上述需求，本系统的主控制模块选择低能耗的ARM构件作为系统的主要控制芯片。另外，还需要对主控制器系统总体框架进行设计。主控制器包括5个子模块，分别是数据传输模块、摄像采集模块、手机蓝牙模块、报警模块和控制模块等，它的总体框架如图1所示。

其次，在CC110传感器软件设计上，应注重中心节点的合理设计。中心节点是监控系统中的关键组成部分，需要其实现以下功能：接收控制器发出的控制信息；扩展中心节点的请求信息；向终端设备以及节点设备传递主控制器指令。为了保证传感器的有效应用，应进行协议栈修改操作。

4 远程监控系统中心软件设计

首先，需要针对手机监控软件进行设计，在搭建手机开发平台时，将运用到Eclipse压缩包、JDK1.6安装包等相关软件，在安装阶段，需要点击接受许可证，并按照界面指示进行相应操作，即可完成安装作业。另外，应设计与JAVA相适应的环境变量。如新建一个环境变量，并设置变量值的安装途径，再次配置Path对应的环境变量，保证系统各环节的顺利执行。进行压缩包安装时，可将下载好的压缩包进行解压便能完成Eclipse的安装。在手机系统蓝牙模块的程序设计时，需要对相关的类进行设计，如Bluetooth？Adapte类，该类表示一个蓝牙适配器，是蓝牙通信入口，能实现搜索蓝牙设备、判断蓝牙状态、控制蓝牙适配器的关闭和打开等。除了进行上述设计操作外，还需要注重管理连接，当两个设备建立有效连接后，将产生一个中间对象，在这个中间媒介作用下，能简化数据共享过程。

5 结論

综上所述，智能家居监控系统具有操作性强和功能多样的特点，在不同居室的远程控制上有较好应用，极大程度增强了建筑物的安全保障，这一系统可在原有建筑结构的基础上进行安装，符合建筑设计美观的要求。同时这一系统体现出节能环保的优势，应用范围较广，具有较强的发展潜力。因此，有必要加强对智能家居远程控制系统的研发与设计，以期充分发挥系统应用价值。

参考文献

[1]张凡荣，杨满仓.基于物联网技术的智能家居远程无线监控系统设计研究[J].信息记录材料，2017，18（10）：14-16.

[2]李忠.物联网技术下的智能家居远程无线监控系统设计探讨[J].电子测试，2017（9）：68-69.

[3]邓昀，程小辉.基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计[J].计算机应用，2017，37（1）：159-165.