基于物联网的智能家居安防监控系统设计与实现.pdf

、1匐化
基于物联网的智能家居安防监控系统设计与实现
Designandimplementationforintelligentsecurityanddefensesystem
basedoninternetofthings
刘学会，田珍
LlUXBe—hui．TlANZhen
(郑州职业技术学院软件工程系，郑州450121)
摘要：为了解决传统家居安防系统存在的布线困难和维护费用高的缺点，提出了一种基于物联网技术
的智能家居安防监控系统。设计了以ATmegal28L芯片为微控制器和OO1O00为射频模块的终
端节点，以及以$302410为微控制器、OCl000为射频模块和以DM9000为以太网芯片的中心协
调器，并以Z—Stack为核心对终端节点和中心协调器的软件流程进行了设计。实验结果证明文
中系统可以正确、实时地采集家庭室内数据，实现有效的监控，并能在数据超过正常范围时发
出警报。
关键词：物联网；家居安防；控制器；射频模块
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-0134(2012)09(上)-0038-03
Doi：10．3969／]i．issn．1009-0134．2012．9(I-)．13
0引言传递。
家居安防系统即利用计算机技术、无线通上述工作均利用物联网实现对室内环境的数
信技术和电子电力技术等先进的通信和控制技术，据采集和监控，具有重要的意义，但具有成本高
通过网络化的综合管理，实现对家居生活以及家的缺点。为了克服其缺点，文中设计了一种基于
庭安防的紧密结合的系统，它使得家庭工作和生物联网技术的家居安防监控系统，其不仅能正确
活更轻松和安全。实时地采集数据实现对感知区域的监控，同囡时具罔罔
传统的采用有线方式来实现家居安防的方式有架设安全、可靠性高和成本低廉的优点。
既有传输距离、布线复杂以及维护困难等缺点，1物联网技术
远远不能满足社会和市场对于家居安防的要求。物联网根据全面感知、可靠传递以及智能处
物联网(InternateofThings)由KevinAshton理的三大功能需求，可以将其实现过程分为三层
于1998年提出，通过射频识别、红外感应及激光结构：第一层为感知延伸系统，主要功能为采集
扫描、二维码、GPS等技术将任何物品连接成网信息和控制设备；第二层为异构融合的泛在通信
络，实现实时数据采集、处理和通信，从而实现网络，主要负责异构网络的互联互通以及存储处
对监测区域的智能化识别和监控。理功能；第三层为应用和服务层，主要负责进行
目前，已有一些研究。通过物联网的相关技数据监控、数据分析等。物联网的应用技术构架
术实现对室内环境进行数据采集和监控。文献[3]
提出一种通过ZigBeel6无线网络实现对家居设备进
行信息采集和控制的家居安防系统，通过家庭网关圉圈圉圉网圈
与SQLServer数据库连接，终端用户通过B／S方
式访问数据库以实现对家居的远程监控。文献[4]
提出了一种结合物联网和多种无线通信技术的家匾
居功能系统，远程用户可以通过短信实现对家居臣
感知节点的控制。文献【5]提出了一种基于多CPU
的智能机房物联网系统，不仅能实现对机房的远匝匪
程监控，而且能实现视频、音频和图像等信息的图1物联网应用技术构架

收稿日期：2012-06-26
作者简介：刘学会(1970一)，女，河南郑州人，讲师，研究方向为计算机网络和故障诊断。

【38】第34卷第9期2012—9(上)
务l匐化

可以表示为图l所示：的工作主频，128KB的闪存和4KB的可编程空
间，并支持多种睡眠模式，可以最大程度降低功
2系统总体设计
耗；具有多种标准IO接口和数模A／D转换接口，
智能安居安防系统可以表示为图2所示，感
ATmega128L芯片的电路原理图如图3所示：
知层由若干感知节点和控制节点组成，感知节点
用于对家居环境进行数据感知和采集；控制节点
用于对家居环境进行控制。网络层由中心协调器、
ZigBee无线通信网络和以太网组成，负责数据和
控制指令的处理和转发；应用层则由智能家居系
统上位机、社会物业服务器、互联网客户终端和
手机客户终端组成，负责对数据进行收集、分析
以及发出控制命令。

互联网
图3ATmega128L芯片电路图

传感器节点和控制节点的ZigBee无线收发模
块采用低功耗的CCIO00无线收发芯片，其具有
电压低、功耗低、高灵敏度等优点，工作频带为
315、433、866和915MHz。
ZigBeeI~I组织网络
3．2中心协调器硬件设计
图2智能家居安防系统框图中心协调器的主要功能为接收传感器节点采
集的数据，并解析由上位机发送过来的控制命令，
3系统硬件设计对控制节点进行控制。
3_1终端节点硬件设计中心协调器控制器采用ARM9系列的微处理器