基于网络测控的智能家居监控系统设计与实现

基于网络测控的智能家居监控系统设计与实现

作者：彭金莉

来源：《网络空间安全》2016年第10期

【摘要】论文选取B/S模式作为软件系统开发模型，设计基于网络测控的智能家居监控系统，在系统中融入家电智能控制、传感器监测、无线网络通讯以及网络管理功能，可以主动获取设备运行、配置状况、性能及监控质量相关的参数，提高智能家居监控系统的智能度。

【关键词】智能家居；网络控制

【中图分类号】 TP302.1

【文献标识码】 A

【 Abstract 】 This article choose B/S mode as the software system development model， the design of intelligent household monitoring system based on network measurement and control， in the system into electrical appliances intelligent control， sensors， monitoring， wireless communication and network management functions， can take the initiative to get equipment running situation， configuration， performance and monitoring quality related parameter， improve the intelligence degree of intelligent household monitoring system.

【 Keywords 】 smart home； network control

1 引言

随着科技的进步，社会财富与个人财富的增长，人们对生活质量的要求越来越高，对于家居的安全化、信息自动化与舒适化的意识不断提高，对传统家居观念带来巨大挑战，家居的智能化是未来生活的发展趋势。

拥有智能家居，在炎热的夏天，你可以通过手机或联网电脑提前打开家里的空调，回家后即刻享受舒适的环境；在家里，你可以通过手持遥控器，打开家里的各种电器设备，进行智能控制，躺在沙发上，点点手机就能打开电视、音响，光线亮了，按按控制器就能拉上窗帘；安防装置还会进行防火，防盗，防毒，防漏等检测，时刻为主人提供安全舒适的家庭环境，让你在外出时，也能时刻关注到家的安全。

本文主要研究一套基于网络测控、面向大众化家庭的智能家居监控系统，设计一套成本低、安全性高、安装简单、可广泛应用于大众家庭的智能家居。本系统能与拥有互联网的计算机进行双向同步控制，既可实现无线远程操作家居电子产品开关，也能把家居电子产品的具体

情况反映到计算机上并在显示器中显示；或在计算机上服务器软件中设置下位机的开关，从而实行双向同步控制。本设计可用墙壁按键、无线控制和计算机远程控制三种控制方式，对家用电器进行实时监控，兼备声光报警系统、LCD12864显示等多种功能。

2 总体设计

本系统由89S52为控制芯片，12864为显示，24L01网络模块、监控软件等模块组成，利用计算机与互联网、计算机与样机三者相互联，实现跨区性监控。为满足应用需求，该监控系统具备四项功能：

（1）对环境参数的实时采集，当参数超过设定值，有报警功能；

（2）良好的人机界面，易使用性；

（3）抗干扰能力强，以防误报、漏报等事件发生给用户带来不便；

（4）安全性：系统建设要符合用户对信息安全管理的要求，并有相应的技术手段对软件资料和操作安全加以保护。

本设计包括硬件和软件设计两个部分。控制系统整体分为整体控制电路、无线发射接收、报警单元电路、LCD控制显示电路及软件设计等组成。用户端模块完成采集信息、处理相关信息、数据的传送等，全部数据均可以保存到计算机。

系统的工作原理：本系统通过下位机的烟雾传感器MQ-2、温度传感器DS18B20等探头采集数据。检测烟雾浓度和当前温度，经过模数转换（18B20有集成）成为数据流，通过单片机转为二进制代码，通过三种通信方式（有线、无线、网络）中的任意一种进行传送数据，把数据流（数据包）送往电脑。电脑接收到数据流（数据包）经过电脑服务器软件程序，在电脑的屏幕上显示当前的温度、家电工作等情况，若需要保存数据可截图保留，以便日后分析与拓展。与此同时，电脑通过服务器软件操作（如打开智能模式、开关空调等），经过三种通讯中的其中一种方式命令到下位机，同时控制下位机动作，实现远程智能监控功能。

3 硬件电路设计

主控制板主要包括单片机最小系统、LCD12864系统、温度检测和八段数码管显示、

RS232串口通信、网络接口系统、无线24L01通信系统等。

系统通过应用网络模块，把单片机输出的指令转换成网络数据包，对数据进行转换输送，最终通过互联网到达计算机上，在计算机软件上显示整个系统的当前状况，实现数据采集，运算和指令控制。

4 监控软件设计

通过综合分析，系统监控软件应具备三项功能：

（1）上下位机都可发送数据，也可接收数据，还能进行异步通信；

（2）PC机输入指令发送给下位机，下位机接收PC机发送数据送LED显示；

（3）上位机程序即PC端程序采用VB6.0制作，人机界面友好，界面简洁，功能完善。

实现下位机即单片机系统的初始化，设置单片机串行口控制寄存器SCON，电源控制寄存器PCON，定时器T1初始化，开中断。系统不停的对键盘和RxD线进行监测，当通过扫描发现有按键输入时，经过按键处理后就启动该模块向上位机PC端发送键码，当单片机8051监测有数据时，启动程序进行数据接收，并在单片机系统的LED显示。

数据接收子程序流程图如图1所示。

4 监控系统总界面

智能家居监控系统总界面包含多个模块：温度检测模块、温度统计计算模块、COM口设置、网络状态模块、智能温控模块、一键智能模块、特别信息采集模块、家电控制及运行指示模块。界面如图2所示。

本设计是一个成功的多功能的智能家居控制系统，具有远程监控、无线遥控、手动控制三种方式，能够在有互联网的地方与其进行通信，能将各种家电设备、监控设备等都挂在互联网上，通过互联网实时监控家用设备和环境状态，远程数据采集、统计、分析、控制，智能警报等。经实验证明，本系统具有成本低、安装简单、多种控制方式，扩展性强等特点，可广泛应用于大众家庭。

参考文献

[1] 李守容.一种新型智能家居系统设计[J].科技创新导报，2012年.

[2] 叶牛.基于ARM的智能家居监控系统设计[D].太原科技大学.2014.

[3] 彭洪明.智能家居的体系结构及关键技术研究[D].北京交通大学，2012.

[4] 陈文凤.智能家居远程监控系统的研究与设计[D].广东工业大学.2014.

[5] 何宏，张凤岭，张志宏.基于ARM和ZigBee的智能家居控制系统研究，徐州工程学院学报（自然科学版），2014.4，p.26-31.

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