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4G智能家居遠程網(wǎng)絡(luò )監控系統分析論文
一、遠程監控的總構架
通過(guò)遠程監控的配置，能夠隨時(shí)隨地對居室內的各類(lèi)家電進(jìn)行調節和控制，而達到隨時(shí)監控的效果則需要構建相應的總框架。4G遠程監控建立了智能化手機平臺，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，將遠程控制端和家庭的內網(wǎng)連接在一起，在此過(guò)程中，手機端和主體控制器都能夠實(shí)現信息交流，進(jìn)行控制指令的發(fā)送。為了使家居環(huán)境的安全得到保障，在主控構件中融入智能家居配備的分支系統，對于火情、盜竊或其他危險事件能夠隨時(shí)進(jìn)行測定，危險行為一旦查出，就會(huì )立刻報警。在新階段智能家居遠程監控中，不同的配套模塊對應的控制功能也不盡不同，對于遠程信息的收集和處理則主要通過(guò)構建控制中心來(lái)完成，對遠程范圍內的各類(lèi)構件起到調節作用，開(kāi)發(fā)板處于核心地位，利用擴展板和核心板的銜接作用，使整個(gè)監控系統更加完善。
二、系統硬件設計
在4G智能家居遠程網(wǎng)絡(luò )監控系統的硬件應用中，主要包括感溫器、4G無(wú)線(xiàn)通信模塊、照明控制、SEC2440ARM開(kāi)發(fā)板、門(mén)窗控制、監控攝像頭等。在整個(gè)系統中，SEC2440ARM開(kāi)發(fā)板處于中央控制的位置，主要負責采集和處理信息，對所有模塊進(jìn)行控制并進(jìn)行協(xié)調，核心板加擴展板是整個(gè)SEC2440ARM開(kāi)發(fā)板使用的結構。利用門(mén)窗控制模塊，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)可以對室內的門(mén)窗開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，一旦有陌生人通過(guò)門(mén)窗進(jìn)入室內，系統會(huì )立刻發(fā)警報信號。利用照明控制模塊，只需連接互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)就可以對室內照明設備系統的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。溫度檢測模塊其主要任務(wù)就是對家電的溫度進(jìn)行監測，電器溫度一旦達到55℃，該系統就會(huì )自動(dòng)發(fā)出警報。這主要是由達拉斯公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器來(lái)完成的，這種傳感器在遠距離傳輸、溫度準度測試、LED分辨率方面效果比較突出。SIM7250無(wú)線(xiàn)通訊模塊是在4G-LTE網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)數據傳輸塊的基礎上產(chǎn)生的，生產(chǎn)公司是Simcom公司。在其內部有系統的TCP/IP協(xié)議。在SIM725中，有一個(gè)具有四個(gè)引腳的有USIM卡接口，SIM卡的工作電源SIM—RST是由電壓VCC提供的，其可以實(shí)現SIM卡的復位。而SIM卡的工作時(shí)鐘則依據SIM—CLK而設置。
三、系統軟件設計
第一，在4G智能家具遠程網(wǎng)絡(luò )監控系統的軟件中，主要有驅動(dòng)程序、Socket通信模塊、應用程序和Linux內核組成。通信模塊與所有功能模塊之間存在著(zhù)交互的關(guān)系，在Linux內核層的子模塊中，包括應用層和通信模塊層，通過(guò)硬件設備的驅動(dòng)程序，Linux系統能夠對硬件工作進(jìn)行控制。第二，在個(gè)人電話(huà)與ARM開(kāi)發(fā)板的無(wú)線(xiàn)通信設計系統中，主要是在TCP/IP協(xié)議的流式Socket通信中建立起來(lái)的，需要進(jìn)行相關(guān)的連接工作。利用socket能夠完成雙工通信的建立，對于服務(wù)器和應用程序的數據能夠進(jìn)行接收。在Bd（）中，名字中就包含一定的套接字，與指定本地半有一定的聯(lián)系。Monitor（）針對的是連接服務(wù)器的調用，代表著(zhù)能夠開(kāi)展連接工作。Adopt（）與服務(wù)器有連接的作用，請求指令一旦送達，Adopt（）就會(huì )把請求的套接字長(cháng)度和地址放入到Mlr和addr中，以此來(lái)實(shí)現對新套接字的建立。Send（）能夠將發(fā)送的總字節數進(jìn)行返回，recv（）能夠對連接的數據報或者流套字節上接收的輸入數據進(jìn)行調用。closesocket能夠將套接字關(guān)閉，并能將該套接字的資源進(jìn)行釋放和分配處理。第三，對于室溫的確定，主要是通過(guò)室內溫度模塊的濕度或溫度傳感器來(lái)實(shí)現的，利用4G模塊的溫度數據傳輸到服務(wù)器之中。在硬件的初始化驅動(dòng)中，應當首先對RTC的時(shí)間進(jìn)行設置，之后對感應器的端口號級IP地址進(jìn)行設置，將服務(wù)器連接起來(lái)，這樣就可以通過(guò)感應器，來(lái)獲得溫度的相關(guān)數據。家用電器的模塊對于所有類(lèi)型的家用電器的溫度值都能夠予以顯示，對各個(gè)設備的溫度都能夠進(jìn)行控制。該模塊能夠對移動(dòng)終端輸入的信息指令進(jìn)行讀取，將control.txt文件打開(kāi)，然后通過(guò)數據端將數據寫(xiě)進(jìn)去，將control.txt文件進(jìn)行關(guān)閉，這樣就完成了對家電溫度控制板塊的設計工作。第四，在視頻模塊軟件的設計工作中，視頻模塊主要包括對圖像的捕獲、傳輸以及輸出工作。攝像頭的像素為800*600。視頻模塊中的視頻驅動(dòng)和videoofLinux內核中的數據圖像，主要是利用TCP/IP協(xié)議的socket套接字來(lái)進(jìn)行發(fā)送的。
四、遠程監控的實(shí)現
遠程監控的實(shí)現，主要是利用QT軟件來(lái)進(jìn)行圖形界面的制作，在A(yíng)RM板上將圖形界面進(jìn)行移植。該控制界面主要由四個(gè)部分組成，即視頻控制、家電控制、室溫控制以及照明控制。在照明控制見(jiàn)面中，包含著(zhù)三個(gè)LCD燈。指令通過(guò)ARM串口進(jìn)行傳輸，在通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信到達單片機端，再對發(fā)光二極管進(jìn)行控制工作的開(kāi)展。在溫度模塊中，客戶(hù)端上的測試溫度是利用傳感器進(jìn)行傳遞的，之后利用客戶(hù)端傳遞到ARM終端，這樣在控制界面上就會(huì )形成一個(gè)圖形，對相關(guān)溫度的變化進(jìn)行顯示。在視頻模塊中，微處理器端接收的圖像主要是通過(guò)對特定區域的監控定時(shí)發(fā)送到串口終端的。在家居系統的硬件平臺設計中，SEC2440開(kāi)發(fā)板處于控制核心的地位，實(shí)現了步進(jìn)機、二極管及DS18B20傳感器驅動(dòng)程序的編寫(xiě)，使4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)與各個(gè)模塊、移動(dòng)中端ARM板、ARM和單片機之間的通信變成了現實(shí)，利用TCP協(xié)議和socket編程，將于所有模塊之間的通信變?yōu)楝F實(shí)，依據4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，將數字家具的遠程網(wǎng)絡(luò )監控主要框架基本完成。對系統硬件的控制工作，主要是通過(guò)QT軟件的繪制界面來(lái)實(shí)現。
結語(yǔ)：
4G網(wǎng)絡(luò )與智能家居之間的結合是未來(lái)家居生活的重要趨勢，也是提高群眾居住生活感受的重要技術(shù)。4G智能家居遠程網(wǎng)絡(luò )監控系統的優(yōu)化真正讓人們的生活品質(zhì)得以改善，讓人們的生活更加舒適、便捷。
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