【论文精选】智能家居监控系统,不一样的智能生活!

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27

       随着信息技术的迅猛发展,以物联网为基础的智能化产品己成为一种新的发展趋势。将物联网技术应用在家居监控中,可通过构建一个智能家居监控系统,对家居信息、设备实现统一的管理和监控。本文就是在此背景下,利用嵌人式技术、通信技术、ZigBee无线网络技术,通过统一的无线协议和不同的控制协议,结合已有的智能家居监控系统解决方案,提出了一种基于物联网的嵌人式智能家居监控系统的设计方案,实现了真正意义上的物联网。同时,可以通过Web方式、短信方式以及无线等方式对家居设备实现远程的实时监控和管理。该系统不仅可使家居生活环境的舒适性、便捷性以及安全性得到提高,而且对于改善家居控制的智能化以及促进物联网技术的推广和发展具有重要的现实意义。一起来看这篇论文。

以下文字摘编自《重庆理工大学学报(自然科学)》2017年第31卷第1期


基于物联网近程无线组网技术的嵌入式智能家居监控系统设计

摘     要


首先设计了该系统的总体方案,确定了系统的结构以及各组分之间的通信方式。然后根据系统的总体设计方案,对其相关的硬件和软件进行了详细设计,以一个高性价比的嵌入式微处理器为核心,并扩展系统所需的ZigBee模块、GPRS模块和外围模块,利用运行在该嵌入式微处理器上的Linux操作系统、ZigBee协议栈和所设计的相关应用程序,完成对家居设备的智能管理和控制。此外,利用Internet和GPRS网络接口,完成了对家居设备的远程监控。本系统采用WCF模式和HDFS文件存储系统,可以有效解决智能家居的大数据存储问题。最后对该系统进行了相应的实验。结果表明:该系统具有安全可靠、低功耗和低成本以及易扩展等特点。


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本文引用格式:

引用格式:田仲富,王述洋.基于物联网近程无线组网技术的嵌人式智能家居监控系统设计[J].重庆理工大学学报(自然科学),2017(1):79一86.

Citation format:TIAN Zhong-fu, WANG Shu-yang. Research and Design of Embedded Intelligent Home Monitoring System              Based on Internet of Things[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science),2017(1):79一86.

一、系统总体方案设计系统概述


      本系统主要着重研究家庭用户通过电脑或手机等对家居的视频监控和家电控制的通用技术,主要包括基于ZigBee的家居互联技术、基于WIFI的家居无线视频监控技术、基于GSM的短信监控技术以及家居监控中心平台集成技术。通过这4种技术,提高了家居监控系统的实用性、便利性、可靠性、兼容性和扩展性。

二、 系统硬件设计


1、ZigBee通信模块设计

     1.1 ZigBee协调器设计

     1.2 ZigBee终端节点设计

2、网关设计

      网关在采集家居环境信息并将其进行处理的同时还负责对相关传感器的参数进行设置。在逻辑上网关被划分为汇聚层、融合层和决策层。

三、 软件程序设计


  1. ZigBee网络程序设计

    1.1  ZigBee协调器的程序设计

    1.2  ZigBee终端节点的程序设计

  2. 网关程序设计

       网关程序主要通过两个编程部分进行实现。一是基于QT的网关程序的设计。在该程序中,需完成一个用户控制界面,并通过该界面可以对所有终端节点进行管理。利用代码对网关的串口进行操作。在嵌人式操作系统中对串口的操作非常容易,实际上在一个已搭建好的嵌人式系统中,对串口进行操作与对普通文件的读写操作很相似,只需通过系统调用打开、读和写等函数即可。

      3.主控程序设计

         3.1 温度检测程序设计

         3.2 视频监控程序设计

         3.3 GPRS通信程序设计

四、 实验及结果分析


      在系统的整体实验中,首先将所有的终端节点进行加电,协调器利用串口同网关进行连接,网关、PC机等均使用有线的方式连接到互联网上。

  1. 基于Web方式控制实验

  2. 基于短信方式控制实验

  3. 基于无线视频方式控制实验

五、 结束语


     本文在对当前国内外基于物联网智能家居监控系统的发展状况进行充分研究的基础上,结合智能家居监控系统的实际需求,提出了一种基于物联网的嵌人式智能家居监控系统。依据系统的总体设计方案,首先从硬件方面对系统进行了详细的设计,主要包括ZigBee通信模块设计和家庭内部网关设计;然后从软件方面对其进行了详细的设计,主要包括ZigBee网络程序设计、网关程序设计以及主控程序设计等;最后对系统进行了整体测试实验。实验结果表明:该系统达到了设计方案中的设计要求,且其具有实现简单、运行稳定和扩展性强等优点。

     本系统在嵌人式Linux操作系统上实现了嵌人式Web服务器的功能,用户能够利用电脑或手机实时控制家中的内部网络终端设备,为工作和生活提供了舒适和便利。同时,本系统为物联网在智能监控领域的应用和发展提供了新的思路和方向,会进一步加快物联网与智能家居监控的融合。


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