基于嵌入式的智能家居系统研究与实现

【前言】基于嵌入式的智能家居系统研究与实现由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。根据当前我国的国情，在进行该系统的设计过程中应当遵守以下原则设计：使系统具有较高可靠性和稳定性，同时要是系统中的各项功能具有高效率的特点、使系统的低成本更低，操作更加方便简单。更加以上设计原则，进行设计的智能家居系统的业务功能一般包含有：第一，住宅...

摘 要：本文主要对现阶段的智能家居系统的发展方向以及系统设计中牵涉到的关键问题进行讨论。最终根据其当前智能家居系统的发展需求，提出了一种新型的智能家居系统，该系统主要在嵌入式的基础上开发完成，在论文中详细的论述了其整体的系统结构及其设计的思路；同时对具体的实现步骤进行介绍。系统主要完成了家居终端的基于嵌入式的家庭网关，并依靠这些网络接口构建智能家居系统模型。

关键词：智能家居；系统；现代化技术

中图分类号：TU855

智能家居的定义为家庭住宅作为一个单独的平台，依托网络通信技术、综合布线技术、自动控制技术等一系列现代化技术，建设完成一种能够远程管理家庭事务的一种管理系统。该系统提高了家居的安全性、舒适性以及艺术性等特征。为人民提供了更加环保舒适的家居环境。通俗的说也可以称之为智能住宅，它的产生主要原因在于人们对居住环境有了更高的要求，同时也是当前信息化时代的必然趋势。本系统设计中的控制主要采用嵌入式进行完成，所谓的嵌入式系统主要是指把相关应用软件以及操作系统同计算机硬件设备联系起来的系统。近年来嵌入式系统不断发展，再不久的将来必会成为计算机和互联网之后另外一个十分伟大的发明。根据当前情况下的我国具体国情，本论文提出了一种新型的基于嵌入式Internet/Intranet的智能家居系统，并详细的介绍了其总体结构框架、设计思想和实现步骤，并分析了该系统的具体特点。

1 功能需求

根据当前我国的国情，在进行该系统的设计过程中应当遵守以下原则设计：使系统具有较高可靠性和稳定性，同时要是系统中的各项功能具有高效率的特点、使系统的低成本更低，操作更加方便简单。更加以上设计原则，进行设计的智能家居系统的业务功能一般包含有：第一，住宅内部的视频监控，用户能够自己定义住宅内部的监控设备，并对相关参数进行设置，远程打开监控设备，关闭监控设备，选择查看某个监控设备监控信息等；第二，社区管理，实现对社区的管理，包含有社区内部居民管理、居民住宅管理、水电费以及物业费的收费管理以及安全防护管理等；第三，社区信息，实现向社区信息的功能，例如社区新闻、公告或者通知等；第四，社区服务，主要实现在网上向社区提供服务的申请的功能，比如说家政服务、住宅托管服务等。

2 系统实现

2.1 系统整体框架

智能家居系统中一个主要的组成部分就是智能家居系统的安全防护功能，而利用视频监控的来进行安全防护是一个较为有效的方法。该系统的视频监控利用先进的计算机网络技术、网络通信和其他智能家居相关的子系统相互联系进行管理，来提高智能家居中的安全系数。从智能家居系统的主要业务方面来讲，该部分设计应当包括视频监控服务、客户端和服务器端等部分，首先客户端向服务器发出服务请求，服务器接收到指令以后进行接受请求，随后实现视频监控的作用。

2.2 系统设计

本部分主要利用嵌入式系统实现智能家居的视频监控功能，在本论文所讲的系统中，所使用的主要硬件系统包含有嵌入式系统GX-ARM9-2410EP以及监控设备驱动；使用的软件系统操作包含了对Linux操作系统进行的整合与移动。如果要最终完成视频监控的设计，同时还要把ARM核处理器嵌入到Linux的内核中以及该系统的用户中，用户可以通过浏览器获取相关服务的信息和监控，主要的系统结构框架如下图所示：

图1 系统结构图

（1）硬件设计。在硬件设计部分主要需要用到的硬件包含有存储器与传感器等部分，本系统的设计中采用的处理器为S3C241是由三星公司生产的处理器。该硬件的选择是根据系统的需求，能够保证系统的稳定可靠地工作，同时其可以外接ROM，SRAM存储器。该系统设计中利用连接DM9000芯片可以转成一个以太网接口，而且这一芯片就有功耗低、成本低的特点。视频监控采用的摄像头是采用的V2000摄像头，利用USB与处理器相连接，具有安装简单、使用方便、清晰度高的特点。

（2）软件设计。在我们打开Linux的宿主机的应用程序时候，需要通过汇编或者链接等工具形成一种只可以在目标计算机上面使用的二进制代码，同时对该二进制代码下单，使它可以在目标计算机上正常使用，从而完成最初的目的。通过Windows系统实现虚拟机的完整安装，并安装完成后的虚拟机上接入RedHat 9.0最终完成环境的构建。

2.3 系统整体实现

该系统实际上是完成了嵌入式服务器的设计基础之上来实现的，客户端能够通过网络设备以及手机等实现视频监控的整个过程。而如果要实现利用网络来进行监控，第一步要采用B/S开发模式的架构，即是该系统实现支持CGI功能的服务器，同时利用这该服务器还可以实现的动态画面的采集与传输，所以要实现这一过程，要做的就是要在客户端设置WEB浏览器，便能够完成对嵌入式设备进行管理。

实际上，Web服务器设置在客户端用于对服务器的内容进行读取。客户端与服务器端的关系实际上是一种信息的相互传递的关系本身是一种信息的传递的关系，两者之间的请求或者应答方法都会在HTTP协议中有相对应的定义。所以，在浏览器和服务器正常连接，在请求传输信息之时，服务端能够及时的将所请求相关信息发送到客户端。其传递过程如下图所示：

图2 服务器工作原理

3 结束语

总的来说，以嵌入式技术为核心智能家居系统中的视频监控系统包含了现代网络技术、计算机信息等网络化中的各项技术，同时把嵌入式为核心的智能家居安保系统的设计能够为新时代的居民提供一种简单方便的平台，他们需要做的只是拿出手机或者其他网络设备接入网络，便能够查看自己住宅内部的安全情况。

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作者简介：罗福如（1994.04-），男，广东人，本科在读，研究方向：软件工程嵌入式。

作者单位：广东科技学院，广东东莞 523083