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嵌入式智能家居把握体系设计与兑现

发布时间:2019-03-28 07:16:48 文章来源:未来智讯    
    嵌rushi智能家jubawoti系she计与兑现作者未知 摘 yaoshe计一种运行在嵌ru式Linux平台下de智能家居ba握体系de兑现方案该体系选quARM9微处置qiS3C244作weizhu处置qiyijue传感器mo块对温度湿度、烟雾xinxi等进行检测;yijueUSB接koude摄xiang头采集shi频信xi选取JPEGduishi频数据进行压缩编码,并基于TCP/IP和谈对视频tuxiang数据的进行传输kehu端能gou议决长途登岸扫瞄器来cha看室neiqingkuang环境,并把握室内电灯,GPRS通讯模块能将异chang信xiyi短信体式格局guan照用户。测shiliao局证明:体系总体事qing不变,操作jiemian友好,可yi实时jian测家居情况zhuang况,长途jiankong画面清楚流利,基本兑现了安防监控的she计要求
  关头词:S3C2440;Linux;传感器;GPRS;长途监控
  zhongtu分类号:TP393 文献标志码:A 文章编号:2095-1302(2014)11-00-030 引 言
  陪同着ren们事情节拍的加速和事情情况的不确定性,人们越来越着重栖shen情况的安好,但愿能在第一时间知道家zhong的安好环境,是以,she计一种智能家居长途把握体系具有优良的现实意义[1]。jin朝,大大都嵌入式体系都以处置器为焦点,与一些检测jian控she备共同兑现必然的功能,可是因为视频图像传输的影响以及监控jiemian的问题, 客户真个长途监控效率并不睬想[2]。若是嵌入式智能家居体系可以联贯daoInternet和GPRS模块,则用户能够议决长途登录界面来明白家居情况信息[3]。是以,本文提议了一款具有网络功能的智能家居把握体系的兑现方案,使用火狐扫瞄器作为上位机,选取JPEG高效压缩算法对视频图像进行压缩[2],用户不仅能够议决扫瞄器监测家居情况信息,huan能够会jianWeb服务器中的视频,同时,GPRS通讯模块还能将异常信息以短信体式格局关照用户,提高了智能家居把握的轻捷性[4]。
  1 体系架构
  体系选取S3C2440处置器作为主控芯片,该芯片是基于ARM920T内核的RISC微处置,S3C2440处置器内部集成了许多把握器接口,便于与外部器件联贯。整个体系议决传感器检测家居情况,USB摄像头采集视频数据。当体系接入Internet用户就能够登岸家居经管主页,cha看种种传感器的数据信息,操作室内照明灯,还能够扫瞄家居画面。当室内有危急时还能触发当地蜂鸣器报警,并能议决GPRS通讯体系向用户发song告急短信。整个体系的布局如图1所shi。
  图1 体系布局框图
  1.1 硬件设计
 1) 嵌入式微处置器
  本设计使用TX2440A开辟板进行设计。选取S3C2440处置器作为主控芯片,主频能够dao达400 MHz,具有MMU经管单位、把握器、支撑外部存储器,板载64 MB SDRAM,256 MB NAND Flash, LCDxianshi局部为3.5英寸TFT真彩色液晶屏,网络芯片为DM9000,1个10M以太网RJ-45接口,4个USB Host,1个USB Slave B型接口。TX2440A开辟板上还扩展了雄厚的接口,如蓝牙接口、CAN接口、ZigBee接口等,利便进行软件调shi以及体系测试。
  (2) 视频采集模块
  选取了ZC301摄像头,行使Linux供给的Video4 Linux API函数对USB摄像头采集视频数据[4],然后将视频数据议决内部总线发送到视频流服务器MJPG-streamer上[2],视频流服务器将视频图像数据进行压缩后,选取TCP/IP和谈进行长途传输,再议决CGI函数集兑现客户端与服务器的之间的交互,远端客户机议决扫瞄器就能够察看现场监控画面[1]。
  (3) 传感器模块
  本体系选取DS18B20温度传感器采集室内温度;选取HIH-4000湿度传感器采集室内的湿度;选取DSM501A粉尘传感器来检测室内粉尘浓度;选取PIP探头LH1778为焦点的检测dianlu来检测是否有职员入侵,并行使蜂鸣器进行当地报警和GSMduan信报警。这些传感器模块议决S3C2440 的I/O口接到把握中心,并把采集到的信息发送到Web服务器上。
  (4) GPRS通讯模块
  GPRS通讯模块选用西门子电气公司出产的MC35i,该模块能够供给语音传输、彩信交易和数据传输交易等接口,内置了彩信MMS和谈和TCP/IP和谈[3]。该模块与处置器S3C2440选取串型端口进行数据通讯,MC35i上的TXD0端口shou要用于领受处置器发送的数据;GPRS模块上的RXD0端口用于向处置器发送数据。通讯模块将GPRS 网络和Internet网络链接起来,议决与监控中心设立通讯链路来进行双向的数据通讯。
  1.2 软件设计
  软件设计首要wanchengyingyong步zhou的设计和监测界面的兑现。应用步骤议决挪用驱动步骤从而兑xiandui硬件的把握,首要完成室内情况监测模块、照明把握模块和视pinjian控模块等软件设计,该应用步骤使用CGI说话兑现,将CGI嵌入式网页中,用户议决挪用CGI步骤,以表单的体式格局将返回信息出现给用户,从而兑现网络监控。
  (1)情况检测模块的软件设计
  该模块设计首要是检测室内的温度、湿度、和粉尘浓度,整个流cheng是先由传感器猎取室内的状况信息,然后议决网络将信息传输到服务器平台上。用户议决操作平台就能够察看室内情况信息,当到达危急值时,蜂鸣器进行报警,同时微处置器议决串口向 GSM短信模块发送死令,关照用户家中有危急[3]。以温度传感器为例的温度采集流chengtu如图2所示。
  (2)照明模块的软件设计
  该模块首要设计室内照明,体系选取开辟板上的LED1~LED3 灯离别来模仿室内照明灯。在/www/Leddate目次下设立一个文本文件:led.txt,留存LED 灯的状况信息,将每次对LED 灯的操作进行数据实时更新。
  (3)视频监控模块的软件设计
  视频监控兑现分为san个局部:视频图像采集、视频数据传输、视频图像显示。议决Linux体系内部的V4L对视频图像采集,将采集到的原始图像数据议决JPEG压缩输出给客户端进行实时播放,网络传输中应用层选取TRTP /RTCP和谈共同来保证传输的质量,传输层与网络层选取TCP/IP和谈。同时移植BoaWeb 服务器,议决CGI监听客户真个央求,从而兑现与客户真个网络交互[1]。视频监控的软件设计框图如图4所示。   图2 温度采集流cheng图
  图3 视频监控的软件设计框图
  1.3 监测界面的兑现
  凭据 CGI步骤的事情原li,监控页面首要分两局部构成:静态表单页mianshe计和动态 Web页面设计,使用 HTML来设计静taiye面,使用CGI技艺制作动态页面[4]。当用户议决扫瞄器会见Web服务器时[5],会见的第一个文件是 index.html,将弹出一个对话框要求用户输入登录信息,进行shen份yan证,由 login.cgi 对用户的登岸信息进行验证,议决认证之后,用户才气进来体系的主页面 main.html,在main.html 主页面里为用户供给三种功能:家居情况检测;室内电灯把握;网络视频监控。个中家居情况检测、报警旌旗灯号、照明灯由main.cgi步骤进行把握,每个模块行使CGI传输数据和操作指令,完成照明灯的操作和数据留存;网络视频由视频流服务器Mjpg-streamer议决网络传输到扫瞄器。当鼠标点击视频察看按钮时,该页面会链接到stream.html上,显示视频监控画面,在此界面上,点击左边的菜单能够进行长途画mianshe影,点击把握菜单将进来视频参数调解界面。
  链接局部的 HTML 语句如下:
  
  
  个中 202.117.66.20为 Boa 服务器及硬件电路板的 IP地址,href的内容为链接的地址,img里的 src为该链接的显示图标。
  表 1 体系首要页面功能讲明表
  序号 步骤名 功能描绘
  1 index.html 用户登录界面
  2 main.html 智能家居监控主页
  3 stream.html 视频监控画面,实时显示视频设备捕捉的视频图象
  4 static.html 监控sheying页面,兑现对实时视频当下时刻图像进行捕获
  5 login.cgi 用户登录剖断步zhou
  6 main.cgi 照明灯把握,情况监测及报警体系步骤
  2 体系测试
  本测试方案是将开辟板和PC主机议决路由器接入局域网,察看主机的IP地址为“202.117.66.100” ,将ARM9开辟板的IP地址配置为“202.117.66.20” ,使其与主机的IP地址在统一网段。将主机与开辟板在超等终端中Ping通网络;然后进来开辟板的Mjpg-streamer目次,并开动视频监kongti系的服务端[2];最终在客户端火狐扫瞄器的地址栏输入http://202.117.66.20,就能够进来用户登录界面。用户登岸界面截图如图4所示。
  图 4 用户登录界面
  当用户输入准确的用户名和an码后,登岸到长途把握主界面,在主页面就能够察看室内的状况信息,用户能够议决按钮把握室内的照明灯,长途把握界面截图如图5所示。
  图 5 长途把握界面
  当用户点击视频察看链接后,将进来视频监控界面,在此界面能够寓目从摄像头采集到deshi时画面,还能摄影、调解视频参数,监控画面为尝试室一角,在尝试室的测试过程中,监控视频画面清楚流利,网络延迟较小。监控画面截图如图6所示。
  图6 视频监控画面
  3 结 语
  本文提议了一种嵌入式的智能家居把握体系的兑现方案。先容了体系的硬件构成、首要模块的软件设计过程、监控界面的兑现过程、Web服务器的构建与兑现视频网络传输等。体系兑现了家居情况中各参数的实时采集、安防检测、照明灯把握,视频信息的智能化处置,以及家中有危急时的报警功能。首要特点是易搭建、操作jianlue、成本便宜, 基本到达设计的要求,有优良的应用价值。xiayi步能够切磋选取手机对智能家居的长途把握,使用加倍利便。
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