基于嵌入式的智能家居系统设计与实现

基于嵌入式的智能家居系统设计与实

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基于嵌入式的智能家居系统设计与实现

摘要：伴随着人们工作节奏的加快和工作环境的不确定性，人们越来越注重居住环境的安全，希望能在第一时间知道家中的安全情况，因此，设计一种智能家居远程控制系统具有良好的实际意义。本文浅析基于嵌入式的智能家居系统设计与实现。

关键词：嵌入式；智能家居；远程控制]

引言

电子技术、智能控制技术以及物联网技术的融合，使得传统住宅家居体系已经无法满足居住要求，对于智能化以及安全性的要求逐渐提升。虽然当前视频监控已经逐渐被重视，但在具体操作中相对复杂。这种状况的产生，使得对嵌人式智能家居系统的研究热度逐渐上升，成为引领远程控制的重要方式。当前，大多数嵌入式系统都以处理器为核心，与一些检测、监控设备配合实现一定的功能，可是由于视频图像传输的影响以及监控界面的问题，客户端的远程监控效果并不理想。如果嵌入式智能家居系统能够连接到Internet和GPRS模块，则用户能够经过远程登录界面来了解家居环境信息。因此，本文提出了一款具有网络功能的智能家居控制系统的实现方案，使用火狐浏览器作为上位机，采用JPEG高效压缩算法对视频图像进行压缩，用户不但能够经过浏览器监测家居环境信息，还能够访问Web服务器中的视频，同时，

GPRS通信模块还能将异常信息以短信方式通知用户，提高了智能家居控制的灵活性。

1嵌入式智能家居系统总体设计

基于智能家居制品监控的角度分析，主要需要借助当前计算机技术，设计并构成智能家居子系统，将各个技术融合之后实现统一管理。站在智能家居系统的角度，主要包括视频服务、客户端、服务端等部分。硬件设计。此次设计采用TX2440A开发板进行设计，将S3C2440处理器作为主控制芯片，主频已经能够达到400MHz，具有单独的管理单元、控制器以及存储器等。LCD显示部分包括3.5英寸真彩色液晶屏，具备USB接口。在开发板方面具备多种结构，便于对系统的调试与测试需求；视频采集模块运用ZC301摄像头，可实现Linux提供摄像头视频数据的采集；包括DS18B20室内温度的传感器；GPRS通信模块。至此，用户端经过移动终端，向监控中心发送请求，监控中心在接受请求之后进行处理并进行解析，将现场监控终端发送操作指令，现场终端提交反馈，得出操作结果。

2系统架构

2.1硬件设计

2.1.1嵌入式微处理器

本设计使用TX2440A开发板进行设计。采用S3C2440处理器作为主控芯片，主频能够达到400MHz，具有MMU管理单元、控制器、支持外部存储器，板载64MBSDRAM，256MBNANDFlash，

LCD显示部分为3.5英寸TFT真彩色液晶屏，网络芯片为

DM9000，1个10M以太网RJ-45接口，4个USBHost，1个USBSlaveB型接口。TX2440A开发板上还扩展了丰富的接口，如蓝牙接口、CAN接口、ZigBee接口等，方便进行软件调试以及系统测试。

2.1.2视频采集模块

采用了ZC301摄像头，利用Linux提供的Video4LinuxAPI函数对USB摄像头采集视频数据，然后将视频数据经过内部总线发送到视频流服务器MJPG-streamer上，视频流服务器将视频图像数据进行压缩后，采用TCP/IP协议进行远程传输，再经过CGI函数集实现客户端与服务器的之间的交互，远端客户机经过浏览器就能够查看现场监控画面。

2.1.3传感器模块

本系统采用DS18B20温度传感器采集室内温度；采用HIH-4000湿度传感器采集室内的湿度；采用DSM501A粉尘传感器来检测室内粉尘浓度；采用PIP探头LH1778为核心的检测电路来检测是否有人员入侵，并利用蜂鸣器进行本地报警和GSM短信报警。这些传感器模块经过S3C2440的I/O口接到控制中心，并把采集到的信息发送到Web服务器上。

2.1.4GPRS通信模块

GPRS通信模块选用西门子电气公司生产的MC35i，该模块能够提供语音传输、彩信业务和数据传输业务等接口，内置了彩信