摘要: 采用嵌入式系統(tǒng)和GPRS 通信技術相結合的方式，搭建了一個智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)。通過本系統(tǒng)，可以對室內的溫度、煙霧、人體熱釋進行監(jiān)測，通過短信和遠程登錄方式，實現家居遠程安防監(jiān)控。

　　1  引言

　　隨著人們生活條件的日益改善，生活變得越來越舒適，對家庭安全防護的意識也越來越強，其中包括用電安全、用氣安全、家庭反盜、小孩和老人的看護等等。隨之而來的是，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)是利用計算機、嵌入式系統(tǒng)和通信網絡技術，將各種與家居生活有關的子系統(tǒng)(如照明、安防、家電等)有機地結合，通過統(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)主要針對普通家居用戶設計，使用戶能夠進行家居安防的遠程監(jiān)測。具體功能有以下三點:

　　( 1) 家居安全防范: 當室內的溫度高于已設定的值或檢測到室內的煙霧濃霧偏高或特殊角落有異常動靜，則系統(tǒng)會以不同的方式向安防用戶報警，如: 向手機終端發(fā)送短信、產生報警信號等。此外，在門禁部分，一旦不法分子連續(xù)三次輸入密碼有誤，則系統(tǒng)會自動給用戶發(fā)送短信同時室內會響起一段報警信號。

　　( 2) 家居狀況實施遠程監(jiān)測: 溫感、煙感、人體熱釋電等傳感器能將采集的數據(數字量)實時的顯示在LCD液晶顯示屏，讓安防用戶隨時了解室內的狀態(tài)，也可以讓安防用戶通過網絡在線查看，從而實現實時監(jiān)控的功能; 用戶可以通過萬能遙控器主動地查詢室內的溫度，煙霧狀態(tài)，特殊地方人員的動靜; 或者通過WEB 服務器了解室內的狀況。

　　( 3) 門禁訪問: 當有客人來訪時，客人可以在門禁處點擊LCD液晶顯示屏進入客人界面獲得相應的幫助。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)的設計

　　本系統(tǒng)以m in i4020開發(fā)板為主平臺，51單片機進行輔助控制; 電機模塊、GPRS 模塊、LCD1602、萬能遙控器為輔助硬件支撐; 溫、煙、人傳感器實時采集數據; m ini4020與單片機之間采用ZT- TR43U 無線通信接口進行數據交換。

　　3.1  系統(tǒng)硬件設計

　　從圖1中可清楚地看出，本系統(tǒng)主要有m in i4020主控臺和51單片機從控臺兩大部分組成。還有一些擴展模塊: GPRS模塊，主要用來發(fā)送報警信息; 電機模塊，用來模擬智能開門; 溫度傳感器、煙霧傳感器、人體熱釋電傳感器模塊，用來采集室內信息; 萬能遙控模塊，用來控制智能撤/布防。其中，51單片機部分置于室內，主要用來將傳感器采集過來的數據通過無線傳輸模塊發(fā)送到主控臺; m in i4020主控平臺置于室外門禁處，主要用于將從控部分傳過來的數據進行實時處理，一旦有異常情況發(fā)生，便啟動GPRS實現報警功能。

圖1  系統(tǒng)硬件結構圖

　　3.2  系統(tǒng)軟件設計

　　( 1)主程序。

　　系統(tǒng)在開機時首先檢測外圍設備并加載驅動程序，之后啟動操作系統(tǒng)。當前面的所有初始化工作做完之后就開始加載監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)大多都是后臺程序，系統(tǒng)運行起來就開始進行檢測，讀取串口數據，當檢測到異常情況時，觸發(fā)報警信號。啟動流程圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)啟動流程圖

圖3 溫度、煙霧、人體熱釋電報警流程圖[!--empirenews.page--]

　　( 2)溫度、煙霧、人體熱釋電報警。

　　溫度、煙霧、人體熱釋電報警流程類似，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,51單片機將各傳感器檢測到的數據通過無線通信傳輸給門禁處的M IN I4020，M IN I4020將數據進行實時處理，一旦有異常情況發(fā)生，便啟動GPRS實現報警功能。

　　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。點擊主人界面則進入圖6所示的密碼界面，此界面利用了一個隨機算法，實現了按一次按鈕改變鍵盤位置這一功能，輸入正確密碼后進入圖7所示的示值界面，在這個界面里顯示了三個傳感器的值并能實時更新，還可修改密碼，點擊后則進入圖8所示的修改密碼界面。返回上電界面進入圖9所示的客人界面，此界面里可以按門鈴按鈕，會在室內響起音樂提示主人有客到訪，若無人響應，客人還可以通過按短信按鈕進入圖10所示的短信界面，點擊空白處就可編輯內容，再點擊發(fā)送就會發(fā)送短信讓主人知道，以便主人作出相應的處理。在客人等待期間，可以查看下面四個小工具。

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

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　　3 4  PC機用戶界面顯示部分

　　客戶隨時可以登錄自己的電腦來獲取房間內的信息，可以實時查看溫感、煙感、人感、門禁情況，如下圖所示。

圖10  PC機用戶界面圖 

 圖11  PC機上溫感查看界面圖

　　4  結束語

　　本系統(tǒng)先在虛擬機上運行程序，觀察運行結果并調試，待修改完善后燒入開發(fā)板運行調試。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)結合GPRS移動數據網絡，使人們隨時隨地實現對家居安防的遠程監(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，應用前景廣闊，可用于小區(qū)、中小型企業(yè)設備管理系統(tǒng)等場所。