本文提出基于具有低功耗、自組網(wǎng)、低速率、低成本和雙向通信特性等特點(diǎn)的WSN和智能手機(jī)Android平臺，利用家庭網(wǎng)關(guān)構(gòu)建能進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的采集、傳輸及網(wǎng)絡(luò)后臺存儲的智能家居安防系統(tǒng)，同時該系統(tǒng)可利用Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

家庭網(wǎng)關(guān)硬件總體設(shè)計

基于WSN的智能家居安防系統(tǒng)的主控制器由家庭網(wǎng)關(guān)的機(jī)頂盒和ZigBee協(xié)調(diào)器共同組成。WSN各終端節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)無線發(fā)送至協(xié)調(diào)器匯聚后，通過串口轉(zhuǎn)USB通信模塊完成其與機(jī)頂盒的數(shù)據(jù)通信，機(jī)頂盒上的智能家居安防應(yīng)用系統(tǒng)將獲取的數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議上傳至服務(wù)器，以便用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問查看當(dāng)前及歷史數(shù)據(jù)。同時家居安防視頻數(shù)據(jù)采集端通過Internet網(wǎng)絡(luò)向用戶推送監(jiān)控畫面，用戶可通過PC、手機(jī)客戶端、機(jī)頂盒上的上位機(jī)對室內(nèi)情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。整體硬件結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

選用主控芯片為MT8389的家庭網(wǎng)關(guān)機(jī)頂盒。WSN節(jié)點(diǎn)采集傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器，然后通過USB-TTL模塊完成其與機(jī)頂盒的數(shù)據(jù)通信，ZigBee協(xié)調(diào)器與USB-TTL模塊接口電路如圖所示。

MT8389與互聯(lián)網(wǎng)接口設(shè)計

MT8389為機(jī)頂盒主板主控制芯片，它收集并綜合處理來自無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、視頻采集端和Internet端的數(shù)據(jù)，然后通過DM9000單芯片快速以太網(wǎng)MAC控制器模塊將獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。MT8389與網(wǎng)絡(luò)接口電路設(shè)計如圖5所示。

本智能家居安防系統(tǒng)具有穩(wěn)定性高、誤報率低、安全便捷、操作簡單等特性，能讓用戶在任何可以連接到網(wǎng)絡(luò)的地方查看室內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度、溫濕度、光照強(qiáng)度等情況。異常情況推送及后臺自動處理能為用戶實(shí)時掌握室內(nèi)情況提供幫助并進(jìn)一步提供安全措施，用戶可以遠(yuǎn)程調(diào)用視頻數(shù)據(jù)實(shí)時查看導(dǎo)致異常出現(xiàn)的原因，進(jìn)而為保護(hù)家庭成員的生命財產(chǎn)安全提供更多可靠依據(jù)。在現(xiàn)代智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計中有重要的參考價值。