基于ARM及GPRS的智能家居系统的实现.docx

基于ARM及GPRS的智能家居系统的实现豆豆网技术应用频道2009年05月11日【字号：小中大】收藏本文关键字：图像传感器无纸记录仪变频器NiosIICMMB本文针对目前国内智能家居系统的局限性提出一种基于GPRS无线技术的智能家居系统不仅能对小区多个住宅内的安全状况进行实时监控还实现了“三表”（即水表、电表、燃气表）的远程抄送。0．引言近年来随着网络通讯技术电子技术计算机技术的迅猛发展人们对生活质量提出了更高的要求现代化的家居环境也备受人们的关注。目前国内的智能家居系统主要集中在对单个住宅分散的子系统的控制上这些子系统功能上比较单一很难实现信息共享不便于进行集中管理。本文针对目前国内智能家居系统的局限性提出一种基于GPRS无线技术的智能家居系统不仅能对小区多个住宅内的安全状况进行实时监控还实现了“三表”（即水表、电表、燃气表）的远程抄送。1．GPRS技术简介GPRS（GeneralPacketRadioService）即通用无线分组业务是一种基于GSM系统的无线分组交换技术面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。与GSM电路交换数据相比GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：资源共享频带利用率高用户只有在进行数据传输时才占有系统资源；数据传输率高GPRS采用分组交换技术每个用户能同时占用多个无线信道同一无线信道又可由多个用户共享。理论上GPRS最高传输率可达171.2kbit/s；支持X.25协议和IP协议可与现有的数据网络进行互通互连；用户永远在线且按流量、时间计费通信成本低。由此可见将GPRS技术应用于智能家居系统的数据传输是最理想的选择。2．系统功能及总体结构设计2．1系统实现的功能该系统主要是针对普通住宅小区家庭用户而设计的它可以对小区内用户住宅内安全状况进行集中监控和管理同时还实现了门禁及抄表功能。用户可以根据自己需要进行监控状态、监控参数的设置。系统实现了以下功能：（1）家居安防监控：当小偷闯入住宅或者有火灾、燃气泄漏等危急事件发生时监控终端能实时地监测到险情向监控中心发送告警信息监控中心则以GSM短信的方式通知户主（2）家居安全状况远程实时监控与查询：主人离家在外可通过发送手机短信的方式来查询家中安全状况信息。（3）现场图像抓拍功能：在设防状态下当红外传感器或者门磁触发告警时系统将启动图像抓拍器对现场进行拍摄所拍摄的图像通过GPRS网络发送到监控中心的主机上进行备份。用户也可以通过发送送机短信的方式来启动图像抓拍的功能。（4）“三表”远程自动抄送与门禁功能：可以定时或主动读取用户家中的水表、电表、煤气表的用量并根据相应价格计算费用。当有刷卡开门事件时判断卡合法则允许进入。2．2系统总体结构智能家居系统由监控终端GSM短信收发模块监控主机三部分组成。监控终端硬件采用ARM7平台软件采用嵌入式实时操作系统VxWorks。监控主机是一台运行监控管理软件的PC机一般置于小区的物业管理中心。图1是整个系统架构图。图1系统架构系统工作时监控终端循环检测安装在室内的门磁、红外、烟雾、燃气监测等传感器当检测到有异常情况发生时终端控制警笛发出告警声音提醒户主及物业管理人员有险情发生并采取防范措施。另外监控终端还通过GPRS网络向监控中心发送告警信息。当终端检测到门磁或红外告警时将启动图像抓拍器对用户室内现场进行连续拍照拍摄到的图像终端先进行缓存再通过GPRS网络发送至监控主机监控主机将图像以文件的形式进行备份。监控终端还循环接收监控主机下发的数据请求命令终端对这些命令进行解析。如果是查询传感器及门磁状态监控终端对相应传感器的状态进行检测向监控主机返回传感器的状态信息；如果是查询水表、电表或者煤气表的用量命令监控终端根据“三表”的RS-485协议构造查询帧命令发送相应的查询命令将“三表”返回的数据按照系统的通信协议打包通过终端上内置的GPRS模块发送到监控主机。监控主机接收到终端发送的数据后先对数据帧进行解析。若是告警信息则监控主机将根据不同的告警播放相应的告警提示音提醒管理员作出处理。当有告警发生时监控主机通过RS232接口输出AT指令控制外置GMS模块向系统预先设置好的住宅主人的手机号码发送告警短信通知户主家中有警情发生。同时监控主机还将把告警事件以日志的形式记录下来以便事后对告警信息进行查询；当接收到的数据帧是抄表命令返回的数据时主机将把数据写入到系统数据库。同时在显示界面上弹出一个新窗口显示户主信息、查询时间、表的用量、相应费用等信息。3．系统硬件设计监控终端的原理图如图2所示。图片看不清楚？请点击这里查看原图（大图）。图2终端原理图终端硬件采用的是嵌入式硬件平台CPU选用