1 引言
隨著人們生活條件的日益改善，生活變得越來(lái)越舒適,，對(duì)家庭安全防護(hù)的意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng),，其中包括用電安全、用氣安全,、家庭反盜,、小孩和老人的看護(hù)等等。隨之而來(lái)的是，智能家居系統(tǒng)悄悄地走入了我們的生活中,。智能家居系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，將各種與家居生活有關(guān)的子系統(tǒng)（如照明,、安防、家電等）有機(jī)地結(jié)合,，通過(guò)統(tǒng)籌管理,，讓家居生活更加舒適、安全,、有效,。
2 系統(tǒng)的功能
系統(tǒng)主要針對(duì)普通家居用戶(hù)設(shè)計(jì)，使用戶(hù)能夠進(jìn)行家居安防的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),。具體功能有以下三點(diǎn)：
?。?1） 家居安全防范： 當(dāng)室內(nèi)的溫度高于已設(shè)定的值或檢測(cè)到室內(nèi)的煙霧濃霧偏高或特殊角落有異常動(dòng)靜，則系統(tǒng)會(huì)以不同的方式向安防用戶(hù)報(bào)警,，如： 向手機(jī)終端發(fā)送短信,、產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)等。此外,，在門(mén)禁部分,，一旦不法分子連續(xù)三次輸入密碼有誤，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給用戶(hù)發(fā)送短信同時(shí)室內(nèi)會(huì)響起一段報(bào)警信號(hào),。
?。?2） 家居狀況實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)： 溫感、煙感,、人體熱釋電等傳感器能將采集的數(shù)據(jù)（數(shù)字量）實(shí)時(shí)的顯示在LCD液晶顯示屏,，讓安防用戶(hù)隨時(shí)了解室內(nèi)的狀態(tài)，也可以讓安防用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)查看,，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能; 用戶(hù)可以通過(guò)萬(wàn)能遙控器主動(dòng)地查詢(xún)室內(nèi)的溫度,，煙霧狀態(tài)，特殊地方人員的動(dòng)靜; 或者通過(guò)WEB 服務(wù)器了解室內(nèi)的狀況,。
?。?3） 門(mén)禁訪問(wèn)： 當(dāng)有客人來(lái)訪時(shí)，客人可以在門(mén)禁處點(diǎn)擊LCD液晶顯示屏進(jìn)入客人界面獲得相應(yīng)的幫助,。如： 給房主發(fā)送短信,、查看日歷、獲得He lp文檔功能等,。
3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)以m in i4020開(kāi)發(fā)板為主平臺(tái),，51單片機(jī)進(jìn)行輔助控制; 電機(jī)模塊、GPRS 模塊、LCD1602,、萬(wàn)能遙控器為輔助硬件支撐; 溫,、煙、人傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù); m ini4020與單片機(jī)之間采用ZT- TR43U 無(wú)線(xiàn)通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,。
3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
從圖1中可清楚地看出,，本系統(tǒng)主要有m in i4020主控臺(tái)和51單片機(jī)從控臺(tái)兩大部分組成。還有一些擴(kuò)展模塊： GPRS模塊,，主要用來(lái)發(fā)送報(bào)警信息; 電機(jī)模塊,，用來(lái)模擬智能開(kāi)門(mén); 溫度傳感器、煙霧傳感器,、人體熱釋電傳感器模塊,，用來(lái)采集室內(nèi)信息; 萬(wàn)能遙控模塊，用來(lái)控制智能撤/布防,。其中,，51單片機(jī)部分置于室內(nèi)，主要用來(lái)將傳感器采集過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊發(fā)送到主控臺(tái); m in i4020主控平臺(tái)置于室外門(mén)禁處,，主要用于將從控部分傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,，一旦有異常情況發(fā)生，便啟動(dòng)GPRS實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能,。
圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
?。?1）主程序。
系統(tǒng)在開(kāi)機(jī)時(shí)首先檢測(cè)外圍設(shè)備并加載驅(qū)動(dòng)程序,，之后啟動(dòng)操作系統(tǒng),。當(dāng)前面的所有初始化工作做完之后就開(kāi)始加載監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)大多都是后臺(tái)程序,，系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)就開(kāi)始進(jìn)行檢測(cè),，讀取串口數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí),，觸發(fā)報(bào)警信號(hào),。啟動(dòng)流程圖如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)啟動(dòng)流程圖
圖3 溫度,、煙霧,、人體熱釋電報(bào)警流程圖
（ 2）溫度,、煙霧,、人體熱釋電報(bào)警。
溫度,、煙霧,、人體熱釋電報(bào)警流程類(lèi)似,，如圖3。溫度傳感器,、煙霧傳感器,、人體熱釋電傳感器放在室內(nèi)，51單片機(jī)將各傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信傳輸給門(mén)禁處的M IN I4020,，M IN I4020將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,，一旦有異常情況發(fā)生，便啟動(dòng)GPRS實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能,。
1 引言
隨著人們生活條件的日益改善，生活變得越來(lái)越舒適,，對(duì)家庭安全防護(hù)的意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng),，其中包括用電安全、用氣安全,、家庭反盜,、小孩和老人的看護(hù)等等。隨之而來(lái)的是,，智能家居系統(tǒng)悄悄地走入了我們的生活中,。智能家居系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，將各種與家居生活有關(guān)的子系統(tǒng)（如照明,、安防、家電等）有機(jī)地結(jié)合,，通過(guò)統(tǒng)籌管理,，讓家居生活更加舒適、安全,、有效,。
2 系統(tǒng)的功能
系統(tǒng)主要針對(duì)普通家居用戶(hù)設(shè)計(jì)，使用戶(hù)能夠進(jìn)行家居安防的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),。具體功能有以下三點(diǎn)：
?。?1） 家居安全防范： 當(dāng)室內(nèi)的溫度高于已設(shè)定的值或檢測(cè)到室內(nèi)的煙霧濃霧偏高或特殊角落有異常動(dòng)靜，則系統(tǒng)會(huì)以不同的方式向安防用戶(hù)報(bào)警,，如： 向手機(jī)終端發(fā)送短信,、產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)等。此外,，在門(mén)禁部分,，一旦不法分子連續(xù)三次輸入密碼有誤，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給用戶(hù)發(fā)送短信同時(shí)室內(nèi)會(huì)響起一段報(bào)警信號(hào),。
?。?2） 家居狀況實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)： 溫感,、煙感、人體熱釋電等傳感器能將采集的數(shù)據(jù)（數(shù)字量）實(shí)時(shí)的顯示在LCD液晶顯示屏,，讓安防用戶(hù)隨時(shí)了解室內(nèi)的狀態(tài),，也可以讓安防用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)查看，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能; 用戶(hù)可以通過(guò)萬(wàn)能遙控器主動(dòng)地查詢(xún)室內(nèi)的溫度,，煙霧狀態(tài),，特殊地方人員的動(dòng)靜; 或者通過(guò)WEB 服務(wù)器了解室內(nèi)的狀況。
?。?3） 門(mén)禁訪問(wèn)： 當(dāng)有客人來(lái)訪時(shí),，客人可以在門(mén)禁處點(diǎn)擊LCD液晶顯示屏進(jìn)入客人界面獲得相應(yīng)的幫助。如： 給房主發(fā)送短信,、查看日歷,、獲得He lp文檔功能等。
3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)以m in i4020開(kāi)發(fā)板為主平臺(tái),，51單片機(jī)進(jìn)行輔助控制; 電機(jī)模塊,、GPRS 模塊、LCD1602,、萬(wàn)能遙控器為輔助硬件支撐; 溫,、煙、人傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù); m ini4020與單片機(jī)之間采用ZT- TR43U 無(wú)線(xiàn)通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,。
3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
從圖1中可清楚地看出,，本系統(tǒng)主要有m in i4020主控臺(tái)和51單片機(jī)從控臺(tái)兩大部分組成。還有一些擴(kuò)展模塊： GPRS模塊,，主要用來(lái)發(fā)送報(bào)警信息; 電機(jī)模塊,，用來(lái)模擬智能開(kāi)門(mén); 溫度傳感器、煙霧傳感器,、人體熱釋電傳感器模塊,，用來(lái)采集室內(nèi)信息; 萬(wàn)能遙控模塊，用來(lái)控制智能撤/布防,。其中,，51單片機(jī)部分置于室內(nèi)，主要用來(lái)將傳感器采集過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊發(fā)送到主控臺(tái); m in i4020主控平臺(tái)置于室外門(mén)禁處,，主要用于將從控部分傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,，一旦有異常情況發(fā)生，便啟動(dòng)GPRS實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能,。
圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
?。?1）主程序。
系統(tǒng)在開(kāi)機(jī)時(shí)首先檢測(cè)外圍設(shè)備并加載驅(qū)動(dòng)程序,，之后啟動(dòng)操作系統(tǒng),。當(dāng)前面的所有初始化工作做完之后就開(kāi)始加載監(jiān)控系統(tǒng),。監(jiān)控系統(tǒng)大多都是后臺(tái)程序，系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)就開(kāi)始進(jìn)行檢測(cè),，讀取串口數(shù)據(jù),，當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí)，觸發(fā)報(bào)警信號(hào),。啟動(dòng)流程圖如圖2所示,。
圖2 系統(tǒng)啟動(dòng)流程圖
圖3 溫度、煙霧,、人體熱釋電報(bào)警流程圖
?。?2）溫度、煙霧,、人體熱釋電報(bào)警,。
溫度、煙霧,、人體熱釋電報(bào)警流程類(lèi)似,，如圖3,。溫度傳感器,、煙霧傳感器、人體熱釋電傳感器放在室內(nèi),，51單片機(jī)將各傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信傳輸給門(mén)禁處的M IN I4020,，M IN I4020將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，一旦有異常情況發(fā)生,，便啟動(dòng)GPRS實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能,。
3.3 LCD液晶顯示屏顯示部分
此界面分為兩部分，一是主人界面,，二是客人界面,。點(diǎn)擊主人界面則進(jìn)入圖6所示的密碼界面，此界面利用了一個(gè)隨機(jī)算法,，實(shí)現(xiàn)了按一次按鈕改變鍵盤(pán)位置這一功能,，輸入正確密碼后進(jìn)入圖7所示的示值界面，在這個(gè)界面里顯示了三個(gè)傳感器的值并能實(shí)時(shí)更新,，還可修改密碼,，點(diǎn)擊后則進(jìn)入圖8所示的修改密碼界面。返回上電界面進(jìn)入圖9所示的客人界面,，此界面里可以按門(mén)鈴按鈕,，會(huì)在室內(nèi)響起音樂(lè)提示主人有客到訪，若無(wú)人響應(yīng),，客人還可以通過(guò)按短信按鈕進(jìn)入圖10所示的短信界面,，點(diǎn)擊空白處就可編輯內(nèi)容,，再點(diǎn)擊發(fā)送就會(huì)發(fā)送短信讓主人知道，以便主人作出相應(yīng)的處理,。在客人等待期間,，可以查看下面四個(gè)小工具。
圖4 上電界面
圖5 密碼界面
圖6 示值界面
圖7 修改密碼界面
圖8 客人界面
圖9 短信界面
3 4 PC機(jī)用戶(hù)界面顯示部分
客戶(hù)隨時(shí)可以登錄自己的電腦來(lái)獲取房間內(nèi)的信息,，可以實(shí)時(shí)查看溫感,、煙感、人感,、門(mén)禁情況,，如下圖所示。
圖10 PC機(jī)用戶(hù)界面圖
圖11 PC機(jī)上溫感查看界面圖
4 結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)先在虛擬機(jī)上運(yùn)行程序,，觀察運(yùn)行結(jié)果并調(diào)試,，待修改完善后燒入開(kāi)發(fā)板運(yùn)行調(diào)試。下圖為系統(tǒng)成品圖,，成本大約1千元人民幣左右,，成本較低，性能良好,。
系統(tǒng)成品圖
本系統(tǒng)充分利用了人們普遍使用的通信工具,，以嵌入式系統(tǒng)結(jié)合GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，使人們隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)對(duì)家居安防的遠(yuǎn)程監(jiān)控,，拓展了人們的生活空間,。其具有較好的穩(wěn)定性和通用性，成本低廉,，應(yīng)用前景廣闊,，可用于小區(qū)、中小型企業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)等場(chǎng)所,。