自制家用安防系統

蔡立英/編譯

自制家用安防系統

蔡立英/編譯

●用非常響亮的警報聲把入室者嚇跑。

促使我自制家庭安防系統的最后一根稻草是鄰居家中午闖入竊賊，連續數月，我和妻子都一直擔心西雅圖郊區的街坊鄰居遭受令人討厭的入室盜竊。我們突發奇想，想在家里安裝一套安防系統，卻遇到傳統安防系統的月使用費和安裝麻煩這些障礙。后來，鄰居警醒我們說，竊賊剛剛闖入了他們家，離我們家只有幾米遠，而且是在青天白日。

第二天，我就開始搜索自制安防系統，多虧網絡和物聯網標準的進步，市場上已經有很多無線安防系統，它們易于安裝、擴展、連接到智能手機應用程序上，而且比硬連線的產品在價格上更能承受。它們大多數裝有內置電池和3G蜂窩無線電，所以即便電源或網絡路由器發生故障，它們仍能工作。

不過，當我費勁地從支持論壇上查找若干可能管用的安防系統時，我注意到一個共同的抱怨：它們的報警器很弱。例如，在Scout Alarm的網站上（一站式個性化的無線家庭安防系統），不高興客戶抱怨“報警器不夠響亮”的帖子就有156條，同時還有公司通過重新設計報警器解決這個問題的承諾（至今并未兌現）。令人驚訝的是，沒有一個自制安防系統發出足夠的噪聲來嚇跑可能的竊賊（或是包含連接一個外部報警器的終端）。顯然，它們的設計者并沒有想到要威懾入侵者。

我仍然還是決定訂購一套Scout安防系統，它以吸引人的價格提供了我需要的傳感器。我喜歡Scout安防系統是因為其支持IFTTT（智能家居平臺，物聯網通用的基于Web的服務），當報警器關掉時，系統可以讓床頭柜上的智能（Lifx）燈泡閃爍。我想到一個如我所愿放大警報聲的主意，應該適用于任何一種安防系統，而不管其是否支持IFTTT。我所需做的就是建立一個跟蹤報警器。

這個想法借鑒于攝影，攝影棚有時會使用附加的獨立閃光燈，當其連接的光電探測器吸收到直接安裝在相機上的閃光燈的光時，這個獨立閃光燈就會熄滅。我的小裝置也會類似地使用一個麥克風，收聽Scout報警器的獨特聲信號，然后在我的本地網絡上發送無線電信號，控制與Scout報警器同步的聲音更響亮的報警器的開關。

安裝Scout安防系統很容易，僅需不到一個小時就能用免費的應用程序配置好網絡集線器（129美元），并將其連到一對進門的控制板（每個69美元）、若干個門或窗傳感器（每個29美元）和一些移動探測器（每個49美元）。我把這個系統連到IFTTT，并設置了一個名為“啟動按鈕”的應用程序，讓妻子和我用手機就能使用或關閉該系統。

對于這個項目的收聽者部分，我從SparkFun公司買了一個Arduino Uno（20美元）、一個用于Uno的ESP8266 Wi-Fi防護罩（15美元）和一個聲音探測傳感器板（11美元）。與更先進的微控制器相比，Uno更小、更便宜，而且能用電池工作，不過其有限的內存后來證明很成問題。

通過購買貝爾金智能（WeMo）開關（39美元），使報警器方面的工作得到簡化。貝爾金智能開關能連到Wi-Fi，能為任何電器切換電源。在這個報警器中，是為110分貝的霍尼韋爾安定寶702報警器（23美元）提供9伏的電源。WeMo開關還自帶免費智能手機應用程序，在我需要手動按響或關停報警器時，作為一個方便的備份。貝爾金公司并沒有記錄控制開關的TCP命令，但是黑客已經幫助推斷出這些命令，發布了Arduino草圖，能通過以太網打開或關閉設備。

自制的家庭衛士：把一個麥克風連接到一個具有Wi-Fi功能的Arduino Uno微控制器，收聽Scout警報聲，一個無線開關會打開報警器

我所需做的就是改編代碼使得Wi-Fi防護罩能工作，然后把它作為更大程序的功能模塊，監測由麥克風板接收的聲音的頻率、強度和持續時間。在幾個小時之內，我就建構了聲信號探測算法。

為了校準它，我把麥克風就放在Scout集線器旁邊，然后觸發報警器?？蛻魧cout系統的評論是正確的，報警器的呼救聲確實很微弱，比手機鈴聲或是我的收音機的鬧鐘聲音還輕。聲音這么輕，我很難相信傳感器能區分報警器鈴聲和背景噪音。打開集線器的蓋，我發現了問題所在：壓電揚聲器的安裝使聲音直接進入設備的厚塑料層里。我鉆了一個1厘米多寬的小孔，讓揚聲器接觸到空氣，音量馬上就翻倍了，雖然仍不足以威懾入侵者，但足以激活我的聲音信號探測器。

然后，我來解決2千字節的問題：我的程序需要的內存大于Uno所能提供的，主要是因為：為了激活WeMo開關，需要收集和分發很長的數據包。有經驗的程序員對我進行了指點，讓編譯器將數據存儲在容量更大的閃存（閃存本是用于存儲程序的），而不是用Uno的內存。但是，這么做的慘重代價是犧牲了速度：當Arduino工作時，要用大約30秒時間來切換開關。

通過不斷的嘗試和錯誤后，我終于找到了一種方法：把關鍵數據包保存在內存中，把所有其他數據儲存在閃存里，用備用內存下載最后的程序。我把所有部件連起來，下載了Scout應用程序，然后按住“報警器”按鈕，報警器突然大聲響起來，我自己都快嚇出一身冷汗。我確信鄰居們都聽到警報聲了，這就是關鍵所在。]

[資料來源：IEEE Spectrum][責任編輯：岳峰