關于嵌入式智能家居遠程控制系統設計的研究

摘 要：本文擬設計一種基于嵌入式Linux系統的智能家居遠程控制模式，采用的的嵌入式微處理器為S3C2440主處理器，搭配以紅外傳感設備、光傳感設備、煙霧傳感設備及射頻識別系統等進行數據信息的有效檢測，通過攝錄設備收集視頻畫面信息，借由TCP/IP協議實現信息的傳輸，用以滿足用戶遠程監控及遠程控制的實際需要。

關鍵詞：嵌入式；智能家居；遠程控制

前言：隨著現代智能化水平的日益提高，人們愈發傾向于以現代化的智能系統提高居住、生活及生產的便捷性與舒適性，可實現智能監督及遠程控制。智能家居以硬件及軟件相互結合，在住宅空間內安裝智能家居系統，用戶可通過用戶端，實現對于智能家居的遠程控制與調節，便于用戶對時間加以有效安排，實現對于能源資源的合理配置。

1.設計方案

1.1整體設計

現階段，我國主要的智能家居系統都是以單片機架構為核心的智能控制系統，該系統的應用較為廣泛，但隨著用戶對于智能家居系統性能及成本要求日益提高，以嵌入式控制系統為核心的智能家居逐漸成為智能化行業的重要發展方向。為滿足用戶在居住便捷性及舒適性方面的要求，本次多功能智能家居控制系統設計中，主要采用無線網絡實現室內家居的整體控制，具體功能模塊包含門禁系統、照明系統、窗簾系統、通信系統、警示系統及射頻識別系統等。

圖 1 整體設計架構

1.2硬件架構

基于嵌入式的室內智能家居控制系統設計中，系統的主控芯片擬采用以ARM920T為內核的S3C2440嵌入式微處理器。該微處理器集成了觸屏控制裝置，能夠支持薄膜場效應晶體管屏。擬采用4.3寸液晶顯示屏，用以建立人機交互界面。該控制系統與攝錄裝置相互連接，以實時監控室內家居與室內環境。采用分組無線服務技術模塊以連接控制系統及外部設備，可滿足用戶遠程監視與控制室內情況的需要。該控制系統擬采用GPIO實現對電機、傳感設備的控制[1]。

2.功能模塊

2.1門禁系統

通過驅動器繼電器控制門禁系統，采用SRD-05VDC-SL-C型號的繼電器作為門禁系統開關，對繼電器驅動加以編程，實現對于門禁的智能化遠程控制。

2.2照明系統

用戶可通過遠程觸控系統，用以控制房間及客廳照明，分別包括客廳LED燈及房間LED等，對照明燈光的智能控制進行字符編程。

2.3窗簾系統

窗簾系統的智能控制，可通過觸控屏的控制以實現窗簾的開關，基于光感電阻感知光線變化，當出現超過預值光線的情況時，窗簾可自動關閉。采用以ULN2003為驅動的25BY48L064A型號的六線步進電動機控制窗簾開關，該電動機可實現電脈沖激勵信號向角位移或線位移的離散值的轉換。傳感設備采用以光敏電阻為核心的光傳感器，利用光傳感器，當接收到相應光線信息之后，即可產生光電效應，實現光信號向電信號的轉換。通過光傳感器以感受并體現光線的強弱，光線一定的情況下，即可通過智能化控制系統，以實現對于窗簾的有效控制。在設計中，應首先設計步進電動機的驅動裝置，進而設計光傳感器驅動，以保證窗簾控制系統的科學合理。

2.4通信系統

信息通信系統應當具備通話功能與文字信息傳輸功能，一旦房間內部出現異常情況，即可通過監控系統進行異常信息的收集，并采用分組無線服務技術模塊，實現異常信息的傳送。監控系統的設計擬采用ZC301攝錄裝置，采用Linux系統的Video4 Linux API函數實現攝錄裝置視頻數據的有效采集，通過總線系統向視頻流服務器進行傳送，通過該視頻流服務器進行圖像信息的壓縮，以TCP/IP協議為基礎實現信息的遠程傳送，基于CGI函數集實現服務器與客戶端之間的信息交互，可滿足用戶遠程查看監控信息的需要。分組無線服務技術可提供移動數據，以滿足全球移動通訊用戶的使用需求。在數據傳輸方面，分組無線技術可采用封包式傳輸方式，從理論上來說，可按照信息資料傳輸單位計算費用，與其他傳輸方式相比，具備較強的經濟效益，并大大提高了分組無線服務信息的傳輸速率。

2.5警示系統

室內出現異常情況或火警情況時，可通過報警器發出警示信息，通過分組無線服務技術模塊向用戶發出通知，就室內異常情況發出示警。警示系統主要針對室內異常情況及火警情況進行警告，因此采用煙霧傳感器以檢測煙霧濃度，一旦室內出現火情，煙霧濃度達到峰值，即可通過煙霧傳感器感知煙霧情況并傳送報警信息。紅外傳感器是報警系統中的重要裝置，一旦紅外傳感器感知到人體紅外光譜變化，則可自動接通負載，發出警示，閃爍LED燈。

2.6射頻識別系統

射頻識別系統可滿足用戶權限識別的需要，該系統功能模塊具體包括標簽模塊、讀卡模塊及天線模塊，識別標志物具有唯一ID信息，與標簽相互對應，用以識別身份信息。射頻識別系統可采用基于兩個基本器件的無線系統模塊，便于對物體加以檢測、跟蹤及有效控制[2]。

結語：嵌入式微處理器為基礎的智能家居遠程控制系統的設計，應當充分考量現代用戶對智能移動通信設備的依賴，利用分組無線服務技術模塊作為遠程監控模塊，為用戶遠程了解居住空間或使用空間的實際需要提供便利條件，便于用戶根據房間實際情況采取相應措施。

參考文獻：

[1]陳強.嵌入式智能家居遠程監控系統的設計與實現[J].河南科技，2016（07）：43-44.

[2]涂鋼，高冬冬，尹其暢.嵌入式智能家居控制系統設計與實現[J].物聯網技術，2014，4（11）：19-21.

作者簡介：

明霞（1996），女，漢族，學生，在讀本科生，廣西壯族自治區梧州市人，研究方向：微電子