智能家居控制系统范文

导语：如何才能写好一篇智能家居控制系统，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：GES智能家居；物联网；无线控制

1 具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题

1.1 研发内容：GES智能家居通过物联网技术将家居中的各种设备连接在一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发、WIFI无线控制以及可编程定时控制等多种功能和手段。

1.2 重要解决技术关键问题：①通过触摸屏、手持编程器、收机、平板电脑、互联网来控制家用设备，更可以执行情景操作，使多个设备形成联动；②GES智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的方便、高效、安全与舒适；③自己生产GES智能开关产品系列以适应工程的需要使智能家居控制更加稳定。

2 项目的特色和创新之处

2.1 解决不同生产厂家家居控制子系统的兼容性。这套系统将市面上多数品牌的用电器进行兼容优化，系统内只需移动设备里的一个软件进行控制，只需总控制器进行简单学习即可，避免寻找遥控器的情况发生。

2.2 实行手持设备终端远程控制。通过互联网技术实现远程控制智能家居，不受时间和距离限制，随时能够通过手持设备控制家里的智能家居系统。

3 采用的方法、技术路线以及工艺流程

3.1 系统描述。针对大户型―复式、别墅的用户，功能需求全面，区域面积大，需要集中管理控制，体现节能环保的新理念。别墅通常都设计配有花园管理系统，安防报警系统，监控系统，可视对讲系统，空调系统，背景音乐系统等。

3.2 别墅智能家居控制系统功能图（图2）。

3.3 系统特点

别墅型智能家居控制系统由家居智能网关加智能射频网关、前端摄像机、安防有线探头、智能灯光控制器、窗帘控制器、桌面影音红外控制器、背景音乐系统、室内终端机、中央空调控制模块和移动平板等设备组成。系统可通过壁挂式室内终端、移动平板、手机客户端和远程服务平台来进行集中控制，把家居监控、娱乐影音、家居安防、家居控制、可视对讲、集中管理、场景控制、中央空调控制、背景音乐控制、远程控制、手机报警等智能系统融为一体。通过射频的方式实现智能控制，支持市面上各种有线安防探头。系统通过总线 4 8 5、2 3 2协议的方式分别控制中央空调和中央背景音乐系统 ，根据用户的需求进行自定义场景编辑。

本项目的建设期按一年计算，项目投资回收期短，税后投资回收期为半年。经过分析计算，本项目主要数据及经济指标见下表1：

参考文献：

[1]韩洪江，张建军，等.智能家居系统与技术[M].合肥：合肥工业大学出版社，2011.

[2]向中宏.智能家居：下一场巨头游戏[M].北京：电子工业出版社，2014.

[3]谭立新.智能家居机器人设计与控制[M].北京：北京理工大学出版社，2015.

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关键词：无线数据传输芯片；设计探讨；接口

引言

人们大部分时间是生存在房屋内，房屋的功能影响着人们的生存质量，为了全面提高人们居住条件，满足人们快的紧张生活需求，智能家居系统应运而生，智能家居系统主要依靠住宅平台进行建设，智能系统是一套全新的系统，是近年来才大规模兴起的高端科技，主要是通过与计算机结合，利用高度发达的网络系统，把建筑内的安防、家电、娱乐及照明等设备进行连接，一个全系统折协调工作流程，使各个设备实现了相互作用与反作用，同时也能利用现场或远程控制，使各设备进行工作与操作，实现家居环境的科技化、智能化和现代化，进一步提高人们生活质量。

1 智能家居系统发展

随着现代科技的大发展大繁荣，创新技术不断得到应用，为了满足人们日益提高的物质生活需要，智能家居已经成为现代研究方向，其发展日渐强势，智能家居完全满足了人们日常生活起居需要，涉及到人们生活的各个方面，以其新颖优异的特性为人们家庭起居带来方便，这是一种全新的生活理念，是时展的必然要求，注定引领未来生活趋势。人们在生活中对品味的追求一直没改变，生活越来越细致，现代家居家用电器种类不断增加，一些家电在功能设计上虽然完美，但在操作中却显得非常的繁琐复杂，要想真正实现家电的方便、快速的操作目标，就需要有一个整体的配套系统对众多电器进行管理与控制，设计开发人员利用了无线电通信技术和计算机控制等技术，通过无线智能家居控制系统设计开发，使所有的电器实现协调统一控制。在实际设计思路中，设计人员通过总体研究，把家庭中应用的电器进行连接，通过总线技术将家用电器、通讯设备以及家庭保安装备等多种设备进行串联，通过与信息技术的有机结合，确保家居连接到一个智能系统上，通过集中或分散监控进行集中管理，实现家电的综合功能展现，提高生活效率与质量。在进行设计时，不仅需要连接相关电器设备，更要在使用中与居住的环境形成配套，保证智能家庭设施跟现实中的居住环境相协调一致。不论怎样，功能的实现主要依赖于智能家居控制系统中的家庭网络控制器，家庭总线系统属于这种家庭网络控制器，利用它为使用者提供各种优质高效的服务，同时居住地之外的外部环境也与之相通连。智能住宅的核心就是智能家居系统，因此，智能家居系统在智能家庭中处于异常重要的地位。

2 智能家居系统概述

在智能家居发展过程中，有两种解决方案，一是有线方式，二是无线方式，这是当前普遍应用的两种智能家居系统控制方法。智能家居需要的线路较多，有一些复杂的工程整体布线工程非常复杂，有线系统存在许多不足，比如较差的保密性、接入设备昂贵、不能充分满足音频与视频信号传输、接线布线复杂等，这些问题严重阻碍着智能家居未来的发展，当前，这些问题也没有得到更好的解决，将来，这些难题会伴随4G网络技术逐渐成熟而得到更好的改善。要想推进智能化发展，就需要在无线条件下的控制系统做文章，提高智能化科技化含量，无线方法是很多智能家居公司着眼解决的主要问题，通过研究形成更加智能的系统控制方法。无线工程有效解决了以上问题，虽然价格稍微高一些，但能够充分解决布线问题，同时也满足了4G需求，大大提高了系统的应用效果。

3 系统总体结构及工作原理

智能家居系统作为综合性操控系统，有着广泛的内容定义，主要包含不同类别家电设备、相关的接口设备、功能性主机和附属设备，在智能家居中，主机和从机都有无线收发芯片，主机发出的信号能够在一定范围内由从机接收到，这种通过收发无线数据来构建小范围的关联性就是无线智能网络。智能家居系统的网络协议、系统软件和系统硬件是主要内容，是当前无线智能家居控制系统开发时的关键。

系统工作原理较为复杂，简要的说就是采用通用性模块对设备进行网络处理。网络协议以OSI模型为标准，全面掌握好nRF24L01芯片特质。系统主机构建单片机核心，CPU是中心处理器，对相关信号进行集成，主要作用是处理系统产生的大量信号，通过集中分析与控制，发挥技术作用，做好系统设备硬件功能划分，不同的硬件有不同的作用，要使各硬件产生关联，形成交互通信能力，确保硬件设施互换性和互相操作性，在接口设计上，要统一协调，对不同的功能做好系统编程，保证了智能设备稳定运行。

nRF24L01是一种2.4GHz单片射频收发芯片，主要由频率调制器、合成器、晶体振荡器等组成，其拓展功能更加强大，nRF24L01作为全新型单片射频收发器件，能够有效地提供物理层数据及相关管理内容，对物理无线信道和MAC子层之间接口做了全面的定义。主要利用了FSK进行系统调制，由多个可调控频道进行选择，实现了跳频及频道切换，大大缩短了工作时间，避免出现局部干扰，使跳频故障率减少。nRF24L01进行信道参数配置主要是利用了MCU串口作用，从机对接收的数据信息进行整理，对接方式主要是空中进行，执行MCU的指示任务，对家电产生系统完整的操作控制。

4 设计思路

4.1 硬件电路设计

通过对2.4G网络中控制中心的分析，我们看到不同的节点如同协调器节点，拥有节点的管理和2.4G网络建立等任务操作功能。智能系统设计时，工作中，主要由控制中心节点处理相关接收到的信息内容，通过系统的分析处理，形成有效数据包，利用RS-232串口与PC机连接，显示相应数据信息，对更改部分可以利用键盘进行有效输入，液晶显示部分能够直观看到工作状态。

4.2 传感器电路设计

传感器是系统的主要部分，包括时钟模块、电源模块、传感器模块、无线模块，这些内容是传感器节点硬件的关键。不同传感器节点信息发出后，短时间内就会通过控制中心节点进行快速处理，利用nRF24L01无线模块做好信息的全面接收，串口模块发送信息至上位机，能够直接进行数据下载。

4.3 串口通信单元设计

串口通信单元设计较为重要，如果设计不理想，则影响工作效果，STC12C5A60S2增强型51芯片存在串行口接口，利用3根通信线实现串行通信，输送时使用TXD串行数据，接收时使用RXD串行数据，地线是GND信号，不同的线路有不同的作用，要进行明确标注，避免出现串线现象。

4.4 无线收发模块

硬件只是设计要点的一部分，最主要是是在智能家居设计中，射频片nRF2401的使用。功率放大器，频率合成器，调制器以及晶体振荡器这些功能模块集中都放进芯片里面，确保射频片能够顺利在2.4～2.5GHzISM频段内正常运转，利用设计好的程序配置通信频道，保证相关输出功率符合设计要点。nRF2401最大的优势在于，能够同时使用同一天线，对不同频道数据进行收集，做好准确接收。

5 结束语

无线智能家居控制系统越来越被人们重视，随着科学技术的发展，智能系统必然成为人们生活首选。只有设计出使用方便、功耗超低的系统，才能有效提高系统的工作稳定性与可靠性。

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关键词：智能家居；窗帘控制；单片机；无线控制

中图分类号：TN07 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）08-0256-03

智能家居行业发展越来越快，智能窗帘作为智能家居系统中的重要组成部分逐渐引起大家的关注。季节不同、天气不同、以及温度变化或上下班的时段等都对窗帘的打开与闭合的操作是不一致的，这对于智能家居中窗帘的控制提出了不同的需求。因此，设计合理的智能窗帘控制系统已经迫在眉睫。

1系统工作原理

智能窗帘是带有一定自我反应、调节、控制功能的窗帘。如根据室内环境状况自动调光线强度、平衡室内温度等。能给居住环境带来更好的舒适度和安全感，此外，还能将被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供信息交换功能，给生活带来诸多便利。

本文主要完成对系统执行机构的控制和信息处理。系统主要MCU主控模块、光敏电阻传感器模块、温度信息采集模块、无线发射与接收模块、数码管显示模块以及LED指示灯组成。

无线控制：该模块的功能是用户通过上位机利用无线发射与接收模块发送指令控制窗帘的开关。

环境自动控制：智能窗帘控制系统以光照和温度传感器检测到的信号作为输入信号，模拟窗帘小灯（LED指示灯）作为信号输出执行器件，单片机实现对其进行控制。其硬件框图如图1所示。

2核心硬件电路设计

2.1光敏电阻传感器模块

利用单片机结合光敏电阻传感器作为光照采集器，可以检测外界光强度。其工作原理图如图2所示。单片机控制模拟窗帘小灯的亮灭。实现窗帘的打开与关闭。

2.2温度传感器模块

温度模块采用DS18820温度传感器。它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式，它采用3引脚TO-92封装，温度测量范围为-55℃～+125℃，编程设置9～12位分辨率。其实物图如图4所示。

2.3无线发射与接收模块

无线发射与接受模块采用NRF24L01模块，它是一款单片无线收发器芯片。工作在2.4～2.5GHz ISM，可以通过SPI接口设置输出功率频道选择和协议。可以通过上位机控制单片机IO口输入信号，从而实现对智能窗帘的远程控制。

3系统软件设计

系统软件设计包含了基本模块子程序和智能控制子程序两大部分，其中基本模块子程序中含有晶振电路、复位电路、按键电路，下载电路，AMS1117（5V转3V）电路，LED电路模块、数码管驱动电路等，智能控制子程序中含有光控、温控与无线控制以及操作界面等的设计模块。主程序构成无限循环，在系统初始化后，循环扫描各个功能模块，并完成各个子程序之间的联系任务，达到联合有序的控制。

软件设计主要是模块化编写的，包括：光照强度子程序、DSl8820子程序、NRF24L01子程序、LED数码管显示模块子程序。在软件方面，以C语言驱动各模块工作，实现各模块的协调工作，硬件方面采用PROTUES软件进行仿真。

主程序构成无限循环，主要完成单片机初始化，关中断，按键扫描，判定是否为自动模式等功能。流程图如图7所示。

启动主程序，先模块上电为自动模式，接着初始化NRF24L01，读取温度数据；然后判定操作模式。如果为自动模式则ZIDONG=0；如果为手动模式则ZIDONG=1。自动模式下对环境数据进行判定，控制LED灯闪烁。手动模式下则通过上位机操作执行相应的工作。如果都不是，则是复位键，进行复位操作。

4调试

1）智能窗帘控制系统基本功能的实现：系统的启动和初始化是否正常，各个模块的启动是否正常，工作状态是否稳定；按键控制是否灵敏、数码管显示是否正确；能否通过按键设置窗帘开启或关闭的温度阈值，并能通过数码管显示；按键能否切换控制模式；按键能否控制窗帘的限位开关。

2）对具体功能进行调试：系统能否读出当前环境所需要的参数，并根据参数自动开关窗帘；是否迅速响应上位机按键发出的信号，达到无线手动开关窗帘的要求。单片机正常运行之后，能否按键复位，灯的暗弱是不是突变。

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关键词 智能家居；stm32；智能手机；无线通信；语音识别

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）102-0204-01

本系统采用手机和语音识别综合控制家电。随着科技的发展，智能手机已经十分普及，人们随身携带的手机作为控制器便显得十分便捷，而且语音识别现在发展也很迅速，也普遍被人所宠爱，因此将会有很高的认可度。

1 系统设计

主控制器stm32单片机通过蓝牙与手机通信，从而获取人发出的命令。凌阳单片机通过特有的语音辨识功能获取人发出的命令，再通过无线模块cc1100与stm32单片机通信，将命令传送给主控制器。stm32主控通过无线模块cc1100与作为从机的51单片机通信进行控制电灯、电视、空调、百叶窗等终端设备。电视空调的控制采用单片机模拟遥控器进行红外控制。图1是控制系统的总体结构。

2 控制终端

2.1 手机控制终端

智能手机作为控制终端之一，通过电脑编写安卓蓝牙串口软件，安装在智能手机上，手机控制端便完成了。Stm32控制器串口上接hc-05蓝牙模块，然后打开安卓手机蓝牙串口软件与hc-05蓝牙模块配对，然后便可以实现手机与stm32主控的通信。

2.2 语音识别控制终端

凌阳单片机作为另一个控制终端。凌阳单片机具有特有的语音识别功能，单片机识别人说的话之后，通过cc1100无线模块与stm32主控通信，将识别的命令发送给主控单片机，这样语音识别控制终端便完成了。

3 通信

蓝牙模块hc-05为无线串口透明传输，智能手机将编码的信息通过蓝牙串口发送给主控单片机，传输距离为十米，满足家用短距离无线传输的要求。Cc1100无线模块可以实现点对多点的通信，采用spi通信协议，没有spi的单片机可以模拟spi，传输距离达到100米以上。

4 主控处理

STM32主控单片机分别通过蓝牙模块hc-05获取智能手机发送的命令和通过无线模块获取语音识别获取的命令，然后将指令通过无线模块发送给从机：51单片机。

5 从机处理

AT89s51单片机作为从机接收STM32主控制器发来的命令，从机1通过继电器控制电灯的开关，从机2通过模拟遥控器的红外信号对电视和空调进行控制，从机3通过舵机对百叶窗的打开角度进行控制，可以获得不同的采光度。AT89s51单片机是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。

6 结论

本系统采用智能手机和语音识别综合控制方式，对家电设备进行控制，使得我们更便捷的使用我们的家电，在享受便捷的同时，也能享受到新的生活体验的乐趣。

参考文献

[1]郭宏志.android开发应用详解.ISBN 978-7-121-10875-4 /2010 .

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关键词：智能家居；ZigBee；无线传感网络；监控

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0193-03

物联网在人类生活中有着广泛的用途，但同时物联网的发展进展缓慢，影响物联网发展的一个重大因素就是它非常灵活，在系统中存在大量处于不同网络的设备，这些处于不同网络的设备相互通信很困难，因此设计一个物联网的通用控制平台尤为重要，通过此平台和网络监控可以实现智能家居控制系统，在本文中设计此平台并通过该平台就实现家居中常用设备的控制，除此以外还能进行温湿度采集、有毒有害气体的检测等，在实际应用中有着广泛的应用。

1系统简介

该系统是一个智能家居控制通用平台，考虑到设备间的兼容性，在系统中采用B/S方式进行设计。因此系统结构主要由底层感知层，核心通信层和应用业务层这三层组成。

底层感知层是系统最终被控制或者采集数据的层次，包括各种传感器和执行器。核心通信层是系统中唯一不变的层次，它为整个系统构建框架，在这个层次中包含多个网络服务器程序：隧道服务器、反向服务器、SN分配服务器、数据库服务器等。应用业务层是根据开发人员的实际需求，开发出相应的应用程序。由于系统采用B/S的方式，因此系统具有很大的延展性和可扩展性。在这一个层次中，可以使用多种编程语言实现。

2系统工作原理

本系统控制原理是采用嵌入式Linux WEB服务器，通过CGI程序向Linux驱动程序写入命令字，再通过Linux驱动程序控制ARM的GPIO的高低电平来控制电磁继电器的方式来实现。传感器则是单片机通过I/O收集来自传感器的数据、通过串口发送到ARM开发板。步进电机的控制原理则是ARM发送命令数据给CC2530，CC2530输出高地电平控制ULN2003步进电机驱动芯片。从而达到控制步进电机的目的。ARM开发板内移植有Sqlite数据库。收集的数据储存在数据库内。用于显示的CGI程序读取数据库里的值显示到HTML网页。嵌入式WEB服务器的登录认证是由CGI+JS+cookie配合完成的。

由于IPV4的限制，使其它网络的用户无法访问位于本地局域网内部的WEB服务器，因此系统提供了能访问内网WEB服务器的反向程序。它是通过MAC地址对系统中每一个作为物联网网关的ARM开发板提供独一的sN编号，它可使其用户直接输入即可访问。整个系统通过移植linux系统，WEB服务器，Sqlite数据库和CCGI库实现。

1）linux系统的移植

采用天嵌公司TQ210开发板，这款开发板采用S5PV210作为CPU内核，它的架构是ARM Cortex-A8，可在其上移植好linux内核以及相应必要的驱动程序后就可以开始进行WEB服务器的移植。

2）WEB服务器的移植

市场上有很多的嵌入式WEB服务器，对于嵌入式WEB服务器基本要求是占用内存小，实时性高。对于我们的系统而言，必须支持CGI程序。比较好的嵌入式WEB服务器有：boa、thttpd、mini_httpd、shttpd、lighttpd、goaheand、appweb和apache等。Apache是主流的WEB服务器但是占用内存多，开销很大。因此不适用于嵌入式WEB服务器。对比了其他服务器后，最终采用boa服务器，boa服务器占用资源很少，并且支持CGI。在上下载boa的源码，解压后进行交叉编译，然后再把boa的可执行文件可配置文件拷贝到开发板上，boa就可以开始运行。

3）Sqlite数据库的移植

Sqlite是一种小型的可用在嵌入式设备上的关系数据库。它主要是用来存储由传感器采集的数据。在上下载sqlite的源代码，解压后交叉编译，将可执行文件和库拷贝到开发板上即可。

4）CCGI库的移植

CCGI库是一个C语言库，用于C语言编写CGI程序的一个函数库，下载解压后用VIM打开Makefile文件，将里面的编译器改为交叉编译器即可。

3核心通信层

作为系统的核心，核心通信层为整个系统提供框架，为上层的应用业务层提供设备的控制和采集接口，同时也为底层的底层感知层提供平台支持。

核心通信层可以划分为两个功能模块：一个是网络通信，它主要提供数据的传输，如隧道转发、SN分配、上层接口调用；另一个是嵌入式WEB服务器（采用B/S通信方式），它主要提供WEB服蘸偷撞闱动程序以及安全认证，以便于数据的传输以及对底层感知层的支持。

3.1核心通信层嵌入式WEB服务器设计

系统采用B/S方式进行控制和数据采集，因此嵌入式WEB服务器是整个系统的核心，在实际项目中嵌入式WEB服务器实际上就是物联网系统的物联网网关。在本文中采用ARMlinux平台实现嵌入式WEB服务器。嵌入式WEB服务器结构图如图1所示。它主要通过网络将物联网网关（嵌入式WEB服务器）的端口转发客户端模块与云服务器建立隧道通信和反向服务。同时嵌入式WEB服务器提供WEB服务，收集来自协调器的数据后保存在sqlite数据中，再由CGI程序输出和控制。端口转发客户端模块将嵌入式WEB服务器转发到云服务器使得外网用户也能访问。

3.2核心通信层网络通信设计

通信设计是物联网中的核心。在本系统中，由于采用B/S方式进行通信，外网的客户端不能够访问内网的服务器，而物联网系统是一个分布式网络，它负责连接所有的设备，因此网络通信模块主要是解决这个问题。网络通信模块主要实现如下三大功能：SSH隧道转发，服务及SN分配。

1）SSH隧道转发

因为嵌入式WEB服务器一般处于局域网内部，因此想要访问嵌入式WEB服务器必须依靠隧道转发技术，这种技术能让用户访问处于内网或者让其他的网络中的客户端进行访问。公网服务器会分配一个端口号，用于监听来自对嵌入式WEB服务器的请求。

2）服务器

在这个物联网系统中的服务器是一个反向服务器，启动隧道转发后，在公网服务器上就会有一个监听端口。这个端口是处于公网服务器的防火墙的内部的。为了数据的安全性因此必须用防火墙对数据进行过滤。反向服务器的作用就是将处于防火墙内的端口出防火墙外，这样一来有利于数据的安全性。在此系统中，反向服务器中常用的是Hap-roxy服务器，它将本地的嵌入式WEB服务器端口80映射到公网服务器上时，公网服务器程序会分配一个端口。此时这个端口为127.0.0.1：port，再由Haproxy反向出去，并且生成一个URL，这个URL就是嵌入式WEB服务器的控制链接。每一个嵌入式WEB服务器的URL不同，因为在实际应用中，可能存在多个嵌入式WEB服务器。

3）SN分配

在实际中系统中可能存在不仅一个嵌入式WEB服务器。这些不同的嵌入式WEB服务器控制和采集对应的执行器和感知器。SN分配的功能就是将不同的嵌入式WEB区别开，SN号在整个系统中独一无二，SN对应这一个嵌入式WEB服务器。SN分配的原理是端口转发。嵌入式WEB服务器进行端口转发时，服务器会分配一个端口号来进行监听WEB端口请求，而数据库对SN和端口号进行关联。服务器端程序流程和设备终端程序流程分别见图2和图3。

4底层感知层

TQ210与Zigbee通信采用串口通信。Zigbee CC2530电路图如图4所示。该系统中控制步进电机的原理则是CGI程序发送串口数据，Zigbee接收数据后，对命令进行解析，从而实现对步进电机的控制，而家居设备中的灯则是则是通过GPIO的高低电平来来控制电磁电器闭合实现其开、关状态。传感器则是由Zigbee收集数据，通过串口发生给TQ210。CGI程序通过串口收集到数据后，将数据存入数据库，再由用于显示的CGI程序，读取数据库中的数据，最后进行显示，从而实现所需功能。

5应用层

应用层为用户提供输入SN号的操作平台，并且注册用户名、已经通过用户输人的SN来跳转到对应的智能家居网关控制O控页面。

在此系统中，应用层以网站形式呈现，而在核心层服务器已经生成好了页面的链接，该网站只需要根据用户输入的SN号跳转到对应的页面即可。

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[关键词]移动终端 智能家居 控制系统 设计 应用

近年来，智能手机在市场中得到了广泛地应用，与此同时以智能手机为移动终端的智能家居控制得以实现。基于微信公众账号的智能家居控制不仅成本低廉、功能丰富，而且具有扩展性，体现了鲜明的优越性，引起了社会各界的高度重视。对移动终端下的智能家居控制系统设计及应用研究有着重要的实践意义与应用价值。

一、智能家居控制系统结构

本次研究中将传统的智能家居系统作为基础，在此基础上构建了集移动端、云服务平台、智能家居网关以及家居终端节点为一体的智能家居系统，将目前广泛流行的智能手机微信公众账号作为移动终端，利用云服务平台实现智能家居物联网系统和外部云计算平台的对接，采用ZigBee技术将智能家居中央控制节点与智能家居终端连接起来，对智能家居内部控制系统进行监测及操控，家居终端节点主要涉及到冰箱、空调以及智能开关等。根据需要智能家居控制系统的结构。

首先搭建智能家居内部要在移动端处开发微信公众账号，能够保障客户端各项功能的顺利实现；中央控制节点位置要编写相应的控制程序，确保服务器功能的实现；家居终端节点位置则要编写终端程序，便于各项功能操作。

在TCP的作用下，客户端与服务器之间能够实现有效连接，中央控制节点处需设置数据库，能够对系统信息与通信数据进行存储。

二、智能家居控制系统设计

2.1智能家居内部控制系统设计

组建感知层ZigBee的无线传感网络。ZigBee无线传感网络主要由各类传感器、ZigBee无线通信网络模块组成。ZigBee无线通信模块是网络系统信息采集和传输的核心模块，由协调节点、路由节点和终端传感器节点组成，虽然路由器和终端模块的个数不限，但是协调器只能有一个，这样才完成最基本的无线通信和数据的采集。本文中的智能家居的无线传感网络，利用1个ZigBee（CC2530）协调器、多个ZigBee（CC2530）传感控制节点和DS18820温度传感器等组建一个星型网络。

2.2云服务平台

智能家居云服务平台主要提供智能家居业务应用管理功能，主要涉及到用户管理、设备管理、消息管理、安全管理、接入控制、数据统计与分析等，不同的应用控制解决方案下，平台的功能可能会有较大的不同。智能家居设备：可接人智能家居业务平台，并作为远程控制的执行体。如智能门禁、水位/烟雾报警、智能窗帘、智能家电等设备。

2.3微信公众账号

用服务层在整个系统中处于顶层，云计算服务器是数据存储计算的中心，也是远程控制命令的中继手机的微信用户通过关注公众号，连接微信公众平台，用户发送的控制命令经过微信后台转发到云计算服务器，云服务器再转发到网关，网关发送控制命令，设备改变状态；设备的数据先传到云计算服务器，然后经过微信服务器转发到微信客户端，在客户端显示出数据。

三、系统应用测试

对微信下的智能家居控制系统的应用测试主要包括感知层、网络层、应用服用层等。

首先可以通过WIFI连接路由器，路由器通过Internet外部设备进行通信，传感设备和控制设备的临时数据存储在网关里，同时网关负责执行远端发送过来的控制指令，观察指令能否顺利实施。

其次路由器既和Internet与云计算服务器相连，又通过WIFI和网关相连，手机或其他控制终端既可以通过WIFI与路由器相连，也可以通过4G等移动网络与微信公众平台相连。

另外用户发送的控制命令经过微信后台转发到云计算服务器，云服务器再转发到网关，网关发送控制命令，设备改变状态；设备的数据先传到云计算服务器，然后经过微信服务器转发到微信客户端，观察在客户端是否显示数据。

四、结束语

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关键词：CC1101；窗帘控制系统；智能家居；PIC

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）06-00-02

0 引 言

随着科学技术的发展和进步，人们在不断接受着网络化和智能化的冲击，这已经成为一种不可抵挡的潮流，智能家居也成为了新世纪的发展趋势。作为智能家居的一个子系统，智能窗帘控制系统在很多地点具有很好地应用前景，比如高级家居、大型会议室、豪华酒店等[1]。本文提出基于射频发射器CC1101的智能窗帘控制系统的设计，可以实现窗帘的智能化管理，控制并显示各个窗帘的状态，拥有良好的发展前景和应用价值。

1 系统整体设计

本系统旨在对家庭内部所有自动化窗帘的智能管理，关键是利用无线传输技术进行数据和指令传输，电机控制技术进行窗帘智能控制[2]。微功率短距离无线数据传输技术是一种无线通信实用技术，可以使用射频接受发送芯片，在芯片添加少量器件就可以组成无线通信模块，利用单片机可以实现数据交换、发送及数据传输[3]。系统主机主要完成无线数据的接受和发送，对来自各从机的数据进行分析显示，并可以控制各从机窗帘的状态。从机完成窗帘状态采集和数据收发。其系统结构如图 1 所示。

图1 系统整体架构

该系统包括CC1101无线收发模块、微处理器单片机、显示模块、电机驱动模块和行程控制等。

2 系统硬件设计

2.1 微处理器设计

主机的处理器选用Microchip公司的PIC18F452芯片。Microchip公司的单片机具有功耗低、抗干扰能力强、内部资源丰富、种类齐全等特点。该单片机具有32 k的FLASH程序存储器、1 536字节的RAM、256字节的E2PROM、4个定时计数器、2个CCP和一个看门狗，另有ADC和SPI等多种通信[4]。其单片机电路如图2所示。

2.2 无线收发模块设计

短距离无线接收发送模块主要由无线数据发射和无线数据接收组成，其数据传输示意图如图3所示。单片机将数据发送给CC1101，再通过天线发射出去，接收端通过天线接收后进行处理，得到正确的、经过检验的准确数据，再传送给单片机。

CC1101是一款高性能极低功耗的RF应用通信芯片，其可以工作在315 MHz、433 MHz、868 MHz 和 915 MHz的 ISM（工业，科学和医学）和 SRD（短距离设备）频率波段，也可以通过设置改变其工作频率。并且CCl101 内部还有调制解调器，可以通过配置形成不同的调制格式，最大数据传输速度可以达到500 kb/s。在调制解调器内部，集成了一个误差校正功能，可以很好地提升通信性能。当CC1101处于发射状态时，可以通过编程动态调节其发射功率，最大发射功率可达到+10 dBm，功耗较低，并且拥有较强的抗干扰能力，接收灵敏度比较高。

CC1101中有SI、SO、SCLK和 CSn四个控制引脚，可以通过这些引脚和GDO2，对CC1101进行配置工作。SI、SO、SCLK是同步串行SPI通信接口，CSn 是芯片的选择引脚，当CSn 为低电平0时，单片机可以通过SPI与CC1101 通信。SO和SI 用于传输数据，SO为输出数据，SI为输入数据，SCLK为SPI接口的同步时钟；如果CC1101接受到数据，GDO2 电平就会发生跳变，我们可以通过单片机新型检测，判定是否有数据到来[5]。

图3 无线通信示意

本系统采用 433 MHz频段，把PIC18F452的RC6、RC4、RC5、 RC3引脚与CC1101的SPI接口SI、SCLK 、SO、CSn相连，通过编程对CC1101的寄存器进行配置和收发数据；利用单片机的RC7来检测CC1101的GDO2脚电平，通过中断来接受数据。图4为CC1101原理图。

2.3 电机控制和驱动模块

电机的控制和驱动包括利用霍尔元件对行程进行控制，室内光照读取，CC1101数据收发和电机驱动。其原理框图如图5所示。

电机带动磁铁旋转，通过霍尔元器件可以检测到波形，以此来测量电机运转行程；利用光感来测量室内光照强度，如果光线较暗，可自动调节窗帘开关；利用CC1101模块进行数据收发；其电机驱动电路，Run脚控制直流电机运转，Run高电平时，Q2导通，电机通电转动。Direction控制电机运转方向，Direction高电平Q3导通，电机接正，电机正转；Direction低电平，继电器切换，电机接负，电机反转。原理图如图6所示。

图5 从机示意图

3 软件架构设计

3.1 总体流程图

系统包括主机和从机两部分，主机完成无线数据的接受和发送，显示各个窗帘的状态，从机完成数据的采集和控制。图7是总的流程图。

3.2 无线通信协议

该系统实现了主机跟窗帘从机的通信，将每个窗帘视为一个节点，每个节点都是对等的。主机可以通过无线通信控制各节点开关，并定时查询各节点状态。各窗帘节点随时上报各自开关状态和百分比。主机、从机均拥有自己的地址，其协议如表1所列。

表1 无线通信协议

字节 1 2 2 1

格式 帧头 1 1 1 1 CRC

主机地址 从机地址 状态 百分比

数据头：用来检测有效数据帧的到来。

主机地址：主机的地址。

从机地址：各从机窗帘电机的地址。

状态：开、关、停。

百分比：开合的百分比。

CRC校验：循环冗余校验码，用来校验数据的有效性。

（a）主机流程 （b）从机流程

图7 总体流程图

3.3 CC1101初始化

单片机是通过SPI接口跟CC1101进行数据交换，系统上电后，需要对单片机的SPI接口进行设置。通过对SPSCON和SPSTAT进行设置，配置为主机模式，SCLK频率为晶振频率的1/8，数据发送时高位在前，数据接受采样时在时钟上升沿。

初始化完SPI接口，需要通过单片机对CC1101进行初始化。CCll01内部有40多个寄存器，需要对它们进行一一配置才可以确定CCll01的工作方式，具体的寄存器信息可以参照CCll01技术手册。通过SPI接口传送信息，依次配置CCll01内部的寄存器。CC1101寄存器设置的程序为：

void Spi_WriteReg（uchar Addr， uchar Value）

{

CSn = 0；

while （Miso）；

SpiComm（Addr）； //写入寄存器地址

SpiComm（Value）； //写入配置参数

CSn = 1；

}

Spi_WriteReg（）函数完成了寄存器的配置，Spi_Comm（）是单片机通过SPI向CC1101发送一个字节的程序：

uchar Spi_Comm（uchar Dat）

{

SSPBUF=Dat；

while（BF_FLAG==0）；

return SSPBUF；

}

相应寄存器配置完后，CC1101处于空闲状态，可以发送STX和SRX指令使它进入发射或者接收状态来传输数据。

4 结 语

该系统以PIC为微处理器，CC1101为无线收发器，对电机进行有效控制，以达到窗帘智能化管理的目的。本文对该系统主机和从机的工作原理及其软硬件设计进行了分析，实现了窗帘的无线控制。其作为智能家居的一个子系统，拥有一定的实际应用价值。但具体的性能测试和后期智能家居的大范围控制还需进一步研究和探讨。

参考文献

[1] 吕莉 ，罗杰.智能家居及其发展趋势[J].计算机与现代化，2007（11）：18-20.

[2] 王春武，刘春玲，姜文龙，等.基于单片机的无线智能窗帘控制器的设计[J].吉林师范大学学报（自然科学版），2010（1）：93-95.

[3] 郑相全.无线自组网技术实用教程[M].北京：清华大学出版社，2004.

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关键词 智能家居;嵌入式系统;ZigBee通信;GPRS

中图分类号TP273+.5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)26-0231-02

0 引言

智能家居(Smart Home)是利用计算机技术、网络通信技术、综合布线技术和传感技术等,依照人体工程学原理,将家居生活中的各类电子设备有机的结合在一起,通过网络化综合智能控制和管理的一种嵌入式系统。

电子、通信、传感和网络技术的不断发展和人们生活质量的提高,家居生活中的电子产品不但种类越来越多,功能更加完善,应用更加普遍,而且越来越智能化,最普遍的家居生活电子产品种类达数百种,实现对如此之多的家居电子产品的综合控制是智能家居发展的必然趋势。文中提出的基于ARM9的无线智能家居控制系统,以ARM9微处理器为核心 ,结合ZigBee和GPRS通信技术,根据实际需要实现对家居电子设备进行本地和远程两种方式的无线控制,本地控制是指在本地通过互联网将控制指令传输给控制系统来实现各种家居电器的监控,远程控制是指用计算机网络或手机短信将控制指令传输给控制系统实现对各种家居电器的远距离监控,这两种控制方式的结合将给我们的工作和生活带来极大的便捷,是未来智能化家居生活发展的必然趋势。

1 无线智能家居控制系统总体结构及功能

文中提出的基于ARM9的无线智能家居控制系统主要包括ARM9核心控制模块,无线通信模块、LCD触摸屏模块和家居电器,另外还有传感检测,语音报警和电源等模块。系统总体结构模型图如图1所示。

其中ARM是整个系统的控制核心,通过GPRS和ZigBee无线通信网络收发控制指令实现对家居电器进行综合监控,同时提供防火墙的功能,阻止外界对家庭内部设备的非法访问和攻击。无线通信模块分为本地和远程两部分,本地通信主要通过新型的ZigBee无线通信技术实现系统与家居电器的通信,达到对其控制;远程通信是利用手机通过GPRS通信网络或利用计算机通过互联网实现人与控制系统的通信,进而达到对家居电器的远程监控。采用无线通信技术省去了布线使家居布局更加灵活,远程控制使家居电器工作更加贴近人们的工作和生活要求。

智能家居控制系统的具体功能包括:

家居电器的综合监控:对所控制的家居电器进行开关、工作参数的设置和工作状态的检测。

室内环境信息采集:采集家居环境的温度、湿度信息和煤气、烟气等有毒气体的检测。

自动报警:当检测到家居环境的温度、湿度、煤气、烟气等超标,或检测到有陌生人强行开启室门或进入室内时就自动报警,告知居室主人。

本地控制:用户在本地可通过计算机或家居电器本身的操作键对家居电器进行监控。

远程控制:用户远程可以通过手机短息或互联网对家居电器进行控制或工作状况查询。

安全防盗:家居中的所有与控制系统连接的电器设备均可实现与主人通信,一旦盗贼对某设备进行操作,或某设备工作状态异常时,系统将立即通知主人,以达到安全和防盗的目的。

2 系统硬件实现

系统硬件主要由ARM9微处理器、GPRS通信网络、ZigBee通信技术、LCD触摸屏、语音报警和电源等模块组成。

2.1 ARM9微处理器

微处理器采用三星公司的ARM9(S3C2440)。S3C2440是一款高性能32位RISC微处理器, 采用了ARM920T 的内核,0.13um 的CMOS 标准宏单元和存储器单元,最高主频可以达到400MHz,提供多款液晶屏配置。ARM920T 实现了MMU,AMBA BUS 和Harvard 高速缓冲体系结构,这一结构具有独立的16Kb 指令Cache 和16Kb 数据Cache,每个都是由具有8 字长的行组成。通过提供一套完整的通用系统外设,无需配置额外的组件从而减少整体系统成本,为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。

2.2 无线通信网络

GPRS网络是覆盖范围最广,性能较为完善的无线网络,GPRS网络本身具有较强的数据纠错能力,数据传输速率最高可达128Kb/s,能够保证数据传输的可靠性和实时性。ZigBee技术组成的无线传感器网络结构简单、体积小、成本低;采用GPRS网络进行数据传输的模块体积小、功耗低,适合作为无线传感器网络的数据节点,ZigBee技术与GPRS通信网络相结合组成新的无线通信网络。

GPRS DTU 无线通信模块采用成都众山电子有限公司的ZSD2110 GPRS DTU。ZSD2110是一款使用GPRS网络进行数据无线透明传输的嵌入式DTU模块。内置工业级GPRS引擎和嵌入式处理器。支持PPP、TCP、UDP、ICMP等众多复杂网络协议和SOCKET标准,提供全透明数据传输和用户自由控制传输两种模式。同时支持点对点、点对多点、设备间、设备与中心间等各种不同的通讯模式。用户不用关心复杂的网络协议,使用TTL串行通信接口,就可以进行无线数据收发,使系统能够随时随地接入Internet。

ZigBee技术是一种新型的无线、短距离、低功耗组网通讯技术,具有低复杂度、低功耗、低成本、高效率,可靠度高和网络覆盖面积广等技术优势,工作在免费的2.4GHz-2.5GHzISM微波段,具有较强的抗干扰性和设备联络功能,能够实现1500m的全向识别,传输速率最高可达10M bit/s,它支持3种主要的自组织无线网络类型,即星状结构、网状结构和族状结构,这些网络具有较强的网络健壮性和系统可靠性。基于以上特点ZigBee广泛应用于智能家居控制、工业控制系统。本文采用的CC2430是一种真正的系统芯片(SoC)CMOS解决方案,这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用及对低成本,低功耗的要求,它结合一个高性能2.4GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心,ZigBee核心模块图如图2所示。

2.3 传感器与显示模块

传感器包括煤气、烟雾等有毒气体检测器,人体红外探测器,门窗磁开关,温度、湿度、光照度传感器等,所有的传感器都与无线传输模块P1R2000连接,构成无线传感器网络并与控制系统实现实时通信。

显示模块选用低电压低功耗的LCDl2832液晶显示屏,LCDl2832是一款分辨率为128×32的中英文图形液晶(黄色背光)显示模块,具有4位/8位并行2线或3线串行多种接口方式,内部置有8192个16×16点阵的一级、二级简体汉字和128个16×8点ASCII字符集,用来显示8×2行16×16点阵的汉字对话信息,构成全中文人机交互图形界面并显示当前时间、日期、星期、湿度、温度、定时提醒等信息和煤气等有毒的含量超标时报警提示的输出信息。

3 系统软设计

整个智能家居控制系统以ARM9微处理器为核心,支持C语言和汇编语言,本系统采用C语言与汇编语言混合编程。低层驱动由汇编语言编写,对外留C语言接口,人机交换采用Linux嵌入式实时操作系统。系统软件由系统主程序、初始化子程序、ZigBee通信子程序、GPRS通信子程序、传感检测子程序、显示子程序、报警子程序、数据处理子程序和远程控制子程序等模块组成,程序软件流程图如图3所示。

4 结论

社会的全面信息化、数字化、智能化和自动化,家居的智能化必将成为未来家居发展的新方向。本文提出了基于ARM9的无线嵌入式智能家居控制系统的总体解决方案,该方案主要以微处理器ARM9为核心,采用ZigBee和GPRS无线通信技术、传感技术和互联网技术,实现了对家居电器进行本地和远程的无线监控,克服了传统的仅限于有线和本地的家居监控方式,优化了人们的生活方式,具有较高的实用价值。

参考文献

[1]王长涛,韩中华,张楠.基于GPRS的无线智能家居控制系 统方案.

[2]褚光辉.无线智能家居控制网络设计.

[3]张永德,卫军峰,高安邦.基于DSP智能家居控制系统设 计.

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【关键词】物联网 智能家居 ZigBee 远程控制

物联网，顾名思义，就是将任何物品像互联网一样相互连起来。第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。是一种通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

智能家居是以各种家电设备为基础平台，采用先进的计算机、通信和控制技术，实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅系统。它包括可视对讲、家电控制、家庭内部的安全防范、远程的视频监控等等。随着“物联网”网络技术和智能家用电器设备的飞速发展，越来越多的家庭追求更加便捷的家居生活方式，实现电器互联互通，通过家电控制器、家庭网关将家电连接到广域网，从而实现随时随地的远程控制。

1 系统的总体方案

本文主要从系统的低耗性、经济性、简单性、适用性和易维护性等出发，结合现有物联网核心技术，提出该基于物联网的智能家居远程控制系统设计与实现方案。本智能家居系统由ARM模块，ZigBee模块，以太网模块，GSM模块组成，其中ARM模块为中心控制单元，通过各个传感器采集室内各信息，将数据通过互联网实时反馈到客户终端及手机终端。同时，用户可经过客户终端及手机终端远程操作家居，可达到实时监控与操作的目的。

系统总体设计图如图1所示。

本系统主要实现功能：

（1）远程警报。当家庭突发火灾或是煤气泄漏时，相应传感器将检测到情况，立刻通过室内的ZigBee无线网络，将采集到的信号发送到ARM主控制器，再经过控制器处理，最后将警报信息通过GSM模块以短消息的方式发送到主人的手机上，从而实现了家庭的远程警报功能。

（2）远程控制。当我们需要远程控制家用电器的开关时，只要用手机发送指定命令的短信息，通过GPRS模块的接收，井将短信息翻译成为可以识别的命令传输给ARM控制器，控制器经过处理，通过ZigBee模块的无线传输将命令发送到与家电相连接的ZigBee智能开关上，以实现了对家电的控制。

（3）远程监控。当朋友或是陌生人来访时，门禁系统开始工作，摄像头采集来访者的头像信息，并传至ARM控制器，经过控制器处理，通过以太网模块传至云端，主人可以访问因特网查看来访者的信息；同时房子内部也可以安装摄像头，主人在外出时，通过电脑或是手机可以实时查看房间的情况，从而实现物联网的远程监控。

2 系统硬件总体设计

本文采用S3C2440微处理器芯片作为家庭网关AMR模块的控制器，其主要特点是低价格、低功耗、高性能，提供大量的寄存器，指令执行速度更快。在稳定性、通用性、完备性、可扩展能力等特点方面具有一定的优势。

家庭网关模块是整个物联网智能家居系统的核心部分，它是家庭外部通讯网络（Internet、GSM）和家庭内部控制网络（ZigBee）之间一个桥梁。因此，家庭网关必须满足以下两方面的要求：第一，要实现Internet远程访问，家庭网关必须支持TCP/IP协议并且能够提供Web服务。第二，要实现内部控制网络对物联网智能家居中的智能终端设备进行监控和管理，家庭网关必须支持内部控制网络和家庭外部通讯网络之间的协议和信息等转换功能。

家庭内部控制网络模块使用的是ZigBee作为其通信模块。ZigBee模块采用CC2430，其优点是低成本、灵敏度高、抗干扰能力强、功耗低；在ZigBee 网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator（ 协调器），Router（路由器）和End-Device（终端设备）。

以太网是物联网智能家居系统中一个很重要的功能模块，可以实现系统的远程登录，系统的资源分享和管理，以及完成系统的更新下载等功能。本系统以太网模块采用DM9000芯片完成网络接口的功能， 其优点是DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的专用的以太网MAC控制器，它支持8位、16位、32位的接口来访问内部存储器，以满足不同处理器的需求。DM9000物理协议层接口完全符合IEEE 802.3u规格，并且还支持IEEE 802.3x全双工流量控制，

GSM模块采用高性能TC35芯片，模块符合GSM0705和GSM0707标准，能够通过AT指令来进行控制，提供标准的RS232接口，提供安全稳定的双频（GSM900/GSM1800）短消息数据通信，TC53芯片主要由GSM基带处理器、GSM射频部分、电源电路和FLASH存储部分组成。

系统硬件结构图如图2所示。

3 系统软件设计

系统具体工作流程为，首先系统各模块初始化，传感器对各种参数进行采样。通过数模转换将其送入数据处理模块进行判断。若超出标准范围，判断故障类型，则由ARM控制中心控制蜂鸣器进行报警并发送警报短信。

当户主接到发出的报警短信后，可以通过手机发送控制短信到GSM模块，ARM控制中心发送读取短信的AT指令到GSM模块读取收到的短信，并判断短信的指令是否符合标准。若不符合标准，则提醒用户重新发送，若指令正确，根据短信内容向ZigBee协调器发出相应的控制信息。

协调器接收到信息后，将其传送到指定的ZigBee节点，节点根据信息的指示做出控制或者获取传感器信息，并将控制结果或传感器信息发送到协调器，协调器将其传给ARM控制中心。

ARM控制中心根据收到结果信息后，发送AT指令控制GSM模块回复短信到用户，对用户的控制结果进行回复。ZigBee节点控制的煤气和人体感应传感器如果检测到煤气或有人入侵，会直接发送报警信息到协调器，协调器将报警信息传送至服务器，服务器控制GSM模块将报警信息发送到控制者的手机上。

系统工作流程图如图3所示。

4 结束语

本文提出了智能家居系统的整体结构，讨论了智能家居系统的设计与实现，采用ZigBee组网、GSM无线通信技术及嵌入式的网关服务器，实现了家居安防和家居远程控制。通过本系统能够随时随地控制家电开关、对火灾和外人入侵进行报警，让家居更安全方便。并具有实现简单、性能稳定、成本低、适用范围广、安全可靠等优点，可以广泛应用于家庭住宅中，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]涂亮，段红光.基于443无线收发模块的物联网智能家居系统设计[J].电视技术，2012，36（6）：44-46.

[2]崔菱，基于ARM和ZIGBEE的物联网智能家居系统的设计硬件设计[D].上海：东华大学2013.

[3]潘朝，罗小巧，黄佳等 ，基于GSM短信的智能家居控制系统的设计[j].电子测量技术，2013.36（6）：121-124.

[4]习刘，举平，余为清.基于GSM技术的智能家居远程控制器设计[J].嵌入式系统应用，2010，26（4）：45-46.

作者简介

屈伟明（1989-），男， 陕西省人。大学本科学历。主要研究方向为计算机网络和移动通信技术。

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>> 基于物联网ZigBee技术的智能家居监控系统 基于物联网的智能家居系统的设计 基于物联网的智能家居系统设计 基于物联网的智能家居照明系统 基于物联网的智能家居系统 基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析 物联网智能家居系统的设计 物联网时代的智能家居系统 基于物联网智能家居的初探 基于物联网的智能家居应用 基于FPGA的物联网智能家居控制设计 基于物联网智能家居的设计与实现 基于物联网的智能家居控制系统的设计研究 基于物联网技术的智能家居系统的研究与探讨 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统设计 基于物联网的智能家居系统的设计与实现 基于物联网的远程智能家居控制系统的设计 基于物联网的智能家居系统的构建要点 基于物联网的智能家居系统管理 基于ZigBee/GPRS技术的物联网智能家居系统设计 常见问题解答 当前所在位置：l用于验证登陆者的信息，如果是合法的用户则可进入本监控系统；主界面home.html用于显示本监控系通的各个子系统，如：LED控制系统，温湿度监控系统，视频监控系统；LED控制系统页面function1.html用于控制LED灯的亮灭和显示当前LED灯的亮灭；温湿度监控系统页面function2.html用于实时显示当前环境的温度和湿度。

本系统中的嵌入式CGI（公共网关接口）程序是通过C语言来编写的。CGI程序都是通过C语言来编写的，分为：验证登录者的信息login.c；读取LED状态led.c；LED的初始化ledinit.c；获取温度get_temperature.c；获取湿度get_humidity.c。

本系统中的视频服务器是通过将开源项目MJPG-STREAMER适当修改并移植到开发板上来实现的。mjpg-streamer是一个很好的开源项目，用来做视频服务器，使用的是v4l2的接口。在这里通过将其显示页面做适当的修改就能变成自己的视频服务器，然后通过交叉编译arm-linux-gcc编译后，再下载到S3C2440开发板上运行。

本系统中需要给LED灯、温湿度传感器和摄像头安装驱动程序。在LINUX操作系统中是以文件的形式来管理各个硬件设备的，可以用命令ls/dev/来查看这些硬件设备。在本设计中另外使用的硬件设备的有LED灯、温湿度传感器和摄像头。因为有些硬件设备本身不自带驱动程序就必须给这些硬件设备添加相应的驱动程序才能系统识别这些硬件设备。在这里我们可以通过insmod命令来插入驱动程序，如插入LED灯的驱动insmod gpiodriver.ko，插入温湿度传感器的驱动insmod sht10.ko。

4 系统调试及结果

（1）按图3连接好硬件，如图3所示。

（2）在客户终端输入登录网址：

192.168.222.66/login.html，如图4所示。

（3）输入正确的用户名和密码后进入主界面，如图5所示。

（4）点击主界面上的LED控制系统，进入如图6所示的界面。

（5）点击主界面上的温湿度控制系统，进入如图7所示的界面。

（6）点击主界面上的温湿度控制系统，进入如图8所示的界面。

5 结论

本设计阐述了智能家居的概念及应用前景，对S3C2440开发板，以及Linux操作系统、Boa服务器和CGI的介绍。设计中充分利用了系统的硬件和软件资源，实现了各个模块的协调控制，提高了系统的可靠性和通用性。通过本设计实现了智能家居监控系统的基本功能，并可在此基础上添加各种不同的模块以相同的工作原理来扩展各种不同的功能。本系统具有投资少、成本低、可靠性高等特点，还具有良好可扩展性和实用价值，符合了未来家电的智能化、网络化发展方向。本系统还可以应用于工农业生产中，实现对无人值守岗位的远程控制和安全报警等。

参考文献

[1]于彤.传感器应用[M].北京：人民邮电出版社，2010，3.

[2]沙占友.智能化集成温度传感器原理与应用[M].机械工业出版社，2011，5，24.

[3]百度百科.物联网传感器[EB/OL].