嵌入式智能家居安防監控系統的設計

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

　　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，智能家居系統悄悄地走入了我們的生活中。智能家居系統是利用計算機、嵌入式系統和通信網絡技術，將各種與家居生活有關的子系統(如照明、安防、家電等)有機地結合，通過統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。

　　2 系統的功能

　　系統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，則系統會以不同的方式向安防用戶報警，如: 向手機終端發送短信、產生報警信號等。此外，在門禁部分，一旦不法分子連續三次輸入密碼有誤，則系統會自動給用戶發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，也可以讓安防用戶通過網絡在線查看，從而實現實時監控的功能; 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，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: 給房主發送短信、查看日歷、獲得He lp文檔功能等。

　　3 系統的設計

　　本系統以m in i4020開發板為主平臺，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 系統硬件設計

　　從圖1中可清楚地看出，本系統主要有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，一旦有異常情況發生，便啟動GPRS實現報警功能。

圖1 系統硬件結構圖

　　3.2 系統軟件設計

　　( 1)主程序。

　　系統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。當前面的所有初始化工作做完之后就開始加載監控系統。監控系統大多都是后臺程序，系統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，觸發報警信號。啟動流程圖如圖2所示。

圖2 系統啟動流程圖

圖3 溫度、煙霧、人體熱釋電報警流程圖