1 引言
隨著科學技術的迅猛發展,人們生活水平的不斷提高,家居的智能化已成為必然的趨勢。在這個大的社會環境下,“智能家居”這個代名詞開始打入時代潮流,并成為推動時代潮流的一股不容小覷的力量。為了滿足人們對家居的要求,1984年美國聯合科技公司(United Techno1ogies Building System)將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding時,便出現了首棟的“智能型建筑”,從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。本文中介紹的方案結合了GPRS技術、指紋識別技術和聲控技術,不僅使系統的穩定性強,可控距離遠,同時還提高了系統的安全性和易用性。
2 系統設計
系統從結構上可分為傳感模塊、中央處理器和用戶三部分。傳感器和中央處理器之間通過RS485總線完成數據的交換。中央處理器和用戶之間通過GPRS技術完成家居狀態信息的反饋以及命令的發送、接收。從而實現了用戶、中央處理器和傳感模塊之間的信息交互,進而實現了遠程控制。
系統可實現如下功能:
(1)系統可通過語音,遠程電話接收命令,并將命令處理轉化,實現對應命令的要求。
(2)系統可以完全監控室內各項指標。包括:室內可燃氣體、煙霧濃度監測,溫濕度監測,光照強度監測,室內人物監測,門窗開閉監測。
(3)系統對各項監測數據迅速處理。包括:①可燃氣體、煙霧濃度超標,啟動信息發送,向用戶發送信息并報警。②室內溫度偏離預定值,自動啟動空調調節功能,使溫度向預定值靠近。③室內光照強度發生變化,自動控制窗簾開閉,電燈開閉,使室內光照接近預值。
(4)工作于防盜模式下,監測房屋內是否有人,若有人,啟用攝像頭對人物拍照,向用戶發送消息,并等待用戶回應,根據用戶的回應,判斷是否報警。若在10分鐘之內未接收到回應,則報警、
3 硬件設計
系統整體采用以ARM為核心的嵌入式系統技術。傳感模塊、外圍家電設備、控制模塊以及中心處理器之間通過RS485總線進行連接。具體關系如圖3.1所示:
傳感模塊接收外部信息,經RS-485總線傳送給中心處理器,中心處理器對數據進行分析處理,將命令經由RS-485總線傳輸至控制模塊,進而實現對外圍家電的控制;或經由串口將信息送至sim300(GPRS模塊),然后由sim300將信息發送至用戶手機。同時用戶可以通過手機短信的形式將命令發送,由sim300接收,再由中心處理器解析,達到遠程控制的目的。
GPRS技術是實現智能家居系統無線傳輸的一個重要技術支柱。由于其面向用戶,故本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環,安全防護措施包括信道加密、信源加密等。穩定性是指系統能夠24小時不間斷運行,即使出現硬件和軟件故障,系統也能持續穩定運行。
(1)利用SIM卡的唯一性,對用戶SIM卡對應的手機號碼進行鑒別授權,在網絡側對SIM卡號和APN進行綁定,劃定用戶可接入的系統范圍。
(2)對于特定用戶,可通過數據中心分配特定的用戶賬號和密碼, 其他沒有數據中心分配的用戶賬號和密碼的用戶將無法進入系統,系統的安全性進一步增強。 文章來源:中國家具網www.lmnu.cn 順德家具網www.sdjjw.com 轉載請保留原文鏈接
(3)數據加密:通過VPN對整個數據傳送過程進行加密保護。
4 軟件設計
軟件需要根據硬件的使用情況來進行設計,由于系統使用的是ARM-LINUX系統,且該系統支持眾多的網絡協議,對硬件功能的穩定性以及實時性提供了重要的保障。在這里,我們選擇了TCP/IP協議。GPRS無線傳輸與RS485總線控制作為本系統軟件設計過程中兩大重要組成部分。其中RS485總線技術相對應用廣泛,使用較為普及,在此不做重點論述。以下將以GPRS無線傳輸作為重點展開論述。
在短信發送之前,需要考慮編碼轉換問題。在LINUX系統中,中文字符采用GB-2312模式存儲,但在GPRS數據傳輸過程當中,數據格式為16位PDU編碼。在此,我們使用函數icnov()實現了GB-2312編碼向16位PDU編碼的轉換。編碼轉換完畢之后,便可以開始發送信息。在發送過程中,首先需要等待MC35模塊接受到AT指令后的OK響應。然后通過AT和CSCA設置短信中心號碼及格式然后發送AT+CMCS=“電話號碼”,得到提示符。此時可以向MC35模塊發送編輯好的PDU編碼并以特定格式結束。得到響應OK.則發送成功,否則發送失敗,重新執行上述過程。軟件設計流程如圖 4.1所示。
5 結論
智能家居能夠使我們的生活更舒適、更方便、更快捷,從根本上改變了傳統的生活方式。它的出現可以說是新世紀人們生活的一次“大革命”。它能夠對我們居家的電器進行高效率的精準的智能化控制,例如:它能根據室內的光線強度自動調整燈的亮度,能根據主人的語音指令自動開啟熱水器,電視機和窗簾機等家用電器,真正做到貼心、放心和舒心。
6 結束語
本文主要介紹了基于GPRS遠程控制智能家居系統的研究實現方案,并對系統的總體設計和GPRS技術進行了系統的分析與研究。該方案主要采用了GPRS技術和RS-485總線實現了各功能模塊之間的穩定的數據交換,以及用戶與系統之間穩定、安全的通信。系統采用了ARM-LINUX嵌入式平臺完成了智能家居系統的搭建,并通過該平臺實現對家用電器的智能管理和控制。
隨著科學技術的迅猛發展,人們生活水平的不斷提高,家居的智能化已成為必然的趨勢。在這個大的社會環境下,“智能家居”這個代名詞開始打入時代潮流,并成為推動時代潮流的一股不容小覷的力量。為了滿足人們對家居的要求,1984年美國聯合科技公司(United Techno1ogies Building System)將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding時,便出現了首棟的“智能型建筑”,從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。本文中介紹的方案結合了GPRS技術、指紋識別技術和聲控技術,不僅使系統的穩定性強,可控距離遠,同時還提高了系統的安全性和易用性。
2 系統設計
系統從結構上可分為傳感模塊、中央處理器和用戶三部分。傳感器和中央處理器之間通過RS485總線完成數據的交換。中央處理器和用戶之間通過GPRS技術完成家居狀態信息的反饋以及命令的發送、接收。從而實現了用戶、中央處理器和傳感模塊之間的信息交互,進而實現了遠程控制。
系統可實現如下功能:
(1)系統可通過語音,遠程電話接收命令,并將命令處理轉化,實現對應命令的要求。
(2)系統可以完全監控室內各項指標。包括:室內可燃氣體、煙霧濃度監測,溫濕度監測,光照強度監測,室內人物監測,門窗開閉監測。
(3)系統對各項監測數據迅速處理。包括:①可燃氣體、煙霧濃度超標,啟動信息發送,向用戶發送信息并報警。②室內溫度偏離預定值,自動啟動空調調節功能,使溫度向預定值靠近。③室內光照強度發生變化,自動控制窗簾開閉,電燈開閉,使室內光照接近預值。
(4)工作于防盜模式下,監測房屋內是否有人,若有人,啟用攝像頭對人物拍照,向用戶發送消息,并等待用戶回應,根據用戶的回應,判斷是否報警。若在10分鐘之內未接收到回應,則報警、
3 硬件設計
系統整體采用以ARM為核心的嵌入式系統技術。傳感模塊、外圍家電設備、控制模塊以及中心處理器之間通過RS485總線進行連接。具體關系如圖3.1所示:
傳感模塊接收外部信息,經RS-485總線傳送給中心處理器,中心處理器對數據進行分析處理,將命令經由RS-485總線傳輸至控制模塊,進而實現對外圍家電的控制;或經由串口將信息送至sim300(GPRS模塊),然后由sim300將信息發送至用戶手機。同時用戶可以通過手機短信的形式將命令發送,由sim300接收,再由中心處理器解析,達到遠程控制的目的。
GPRS技術是實現智能家居系統無線傳輸的一個重要技術支柱。由于其面向用戶,故本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環,安全防護措施包括信道加密、信源加密等。穩定性是指系統能夠24小時不間斷運行,即使出現硬件和軟件故障,系統也能持續穩定運行。
(1)利用SIM卡的唯一性,對用戶SIM卡對應的手機號碼進行鑒別授權,在網絡側對SIM卡號和APN進行綁定,劃定用戶可接入的系統范圍。
(2)對于特定用戶,可通過數據中心分配特定的用戶賬號和密碼, 其他沒有數據中心分配的用戶賬號和密碼的用戶將無法進入系統,系統的安全性進一步增強。 文章來源:中國家具網www.lmnu.cn 順德家具網www.sdjjw.com 轉載請保留原文鏈接
(3)數據加密:通過VPN對整個數據傳送過程進行加密保護。
4 軟件設計
軟件需要根據硬件的使用情況來進行設計,由于系統使用的是ARM-LINUX系統,且該系統支持眾多的網絡協議,對硬件功能的穩定性以及實時性提供了重要的保障。在這里,我們選擇了TCP/IP協議。GPRS無線傳輸與RS485總線控制作為本系統軟件設計過程中兩大重要組成部分。其中RS485總線技術相對應用廣泛,使用較為普及,在此不做重點論述。以下將以GPRS無線傳輸作為重點展開論述。
在短信發送之前,需要考慮編碼轉換問題。在LINUX系統中,中文字符采用GB-2312模式存儲,但在GPRS數據傳輸過程當中,數據格式為16位PDU編碼。在此,我們使用函數icnov()實現了GB-2312編碼向16位PDU編碼的轉換。編碼轉換完畢之后,便可以開始發送信息。在發送過程中,首先需要等待MC35模塊接受到AT指令后的OK響應。然后通過AT和CSCA設置短信中心號碼及格式然后發送AT+CMCS=“電話號碼”,得到提示符。此時可以向MC35模塊發送編輯好的PDU編碼并以特定格式結束。得到響應OK.則發送成功,否則發送失敗,重新執行上述過程。軟件設計流程如圖 4.1所示。
5 結論
智能家居能夠使我們的生活更舒適、更方便、更快捷,從根本上改變了傳統的生活方式。它的出現可以說是新世紀人們生活的一次“大革命”。它能夠對我們居家的電器進行高效率的精準的智能化控制,例如:它能根據室內的光線強度自動調整燈的亮度,能根據主人的語音指令自動開啟熱水器,電視機和窗簾機等家用電器,真正做到貼心、放心和舒心。
6 結束語
本文主要介紹了基于GPRS遠程控制智能家居系統的研究實現方案,并對系統的總體設計和GPRS技術進行了系統的分析與研究。該方案主要采用了GPRS技術和RS-485總線實現了各功能模塊之間的穩定的數據交換,以及用戶與系統之間穩定、安全的通信。系統采用了ARM-LINUX嵌入式平臺完成了智能家居系統的搭建,并通過該平臺實現對家用電器的智能管理和控制。