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4G智能家居遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)分析論文
一、遠(yuǎn)程監(jiān)控的總構(gòu)架
通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的配置，能夠隨時(shí)隨地對居室內(nèi)的各類家電進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，而達(dá)到隨時(shí)監(jiān)控的效果則需要構(gòu)建相應(yīng)的總框架。4G遠(yuǎn)程監(jiān)控建立了智能化手機(jī)平臺(tái)，通過無線網(wǎng)絡(luò)，將遠(yuǎn)程控制端和家庭的內(nèi)網(wǎng)連接在一起，在此過程中，手機(jī)端和主體控制器都能夠?qū)崿F(xiàn)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(gòu)件中融入智能家居配備的分支系統(tǒng)，對于火情、盜竊或其他危險(xiǎn)事件能夠隨時(shí)進(jìn)行測定，危險(xiǎn)行為一旦查出，就會(huì)立刻報(bào)警。在新階段智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控中，不同的配套模塊對應(yīng)的控制功能也不盡不同，對于遠(yuǎn)程信息的收集和處理則主要通過構(gòu)建控制中心來完成，對遠(yuǎn)程范圍內(nèi)的各類構(gòu)件起到調(diào)節(jié)作用，開發(fā)板處于核心地位，利用擴(kuò)展板和核心板的銜接作用，使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)更加完善。
二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
在4G智能家居遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件應(yīng)用中，主要包括感溫器、4G無線通信模塊、照明控制、SEC2440ARM開發(fā)板、門窗控制、監(jiān)控?cái)z像頭等。在整個(gè)系統(tǒng)中，SEC2440ARM開發(fā)板處于中央控制的位置，主要負(fù)責(zé)采集和處理信息，對所有模塊進(jìn)行控制并進(jìn)行協(xié)調(diào)，核心板加擴(kuò)展板是整個(gè)SEC2440ARM開發(fā)板使用的結(jié)構(gòu)。利用門窗控制模塊，通過互聯(lián)網(wǎng)，用戶可以對室內(nèi)的門窗開關(guān)進(jìn)行控制，一旦有陌生人通過門窗進(jìn)入室內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)立刻發(fā)警報(bào)信號。利用照明控制模塊，只需連接互聯(lián)網(wǎng)，用戶就可以對室內(nèi)照明設(shè)備系統(tǒng)的開關(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(jiān)測，電器溫度一旦達(dá)到55℃，該系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。這主要是由達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器來完成的，這種傳感器在遠(yuǎn)距離傳輸、溫度準(zhǔn)度測試、LED分辨率方面效果比較突出。SIM7250無線通訊模塊是在4G-LTE網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)傳輸塊的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，生產(chǎn)公司是Simcom公司。在其內(nèi)部有系統(tǒng)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(xiàn)SIM卡的復(fù)位。而SIM卡的工作時(shí)鐘則依據(jù)SIM—CLK而設(shè)置。
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
第一，在4G智能家具遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件中，主要有驅(qū)動(dòng)程序、Socket通信模塊、應(yīng)用程序和Linux內(nèi)核組成。通信模塊與所有功能模塊之間存在著交互的關(guān)系，在Linux內(nèi)核層的子模塊中，包括應(yīng)用層和通信模塊層，通過硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，Linux系統(tǒng)能夠?qū)τ布ぷ鬟M(jìn)行控制。第二，在個(gè)人電話與ARM開發(fā)板的無線通信設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，主要是在TCP/IP協(xié)議的流式Socket通信中建立起來的，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(yīng)用程序的數(shù)據(jù)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(diào)用，代表著能夠開展連接工作。Adopt（）與服務(wù)器有連接的作用，請求指令一旦送達(dá)，Adopt（）就會(huì)把請求的套接字長度和地址放入到Mlr和addr中，以此來實(shí)現(xiàn)對新套接字的建立。Send（）能夠?qū)l(fā)送的總字節(jié)數(shù)進(jìn)行返回，recv（）能夠?qū)B接的數(shù)據(jù)報(bào)或者流套字節(jié)上接收的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用。closesocket能夠?qū)⑻捉幼株P(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，主要是通過室內(nèi)溫度模塊的濕度或溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)的，利用4G模塊的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊?wù)器之中。在硬件的初始化驅(qū)動(dòng)中，應(yīng)當(dāng)首先對RTC的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，之后對感應(yīng)器的端口號級IP地址進(jìn)行設(shè)置，將服務(wù)器連接起來，這樣就可以通過感應(yīng)器，來獲得溫度的相關(guān)數(shù)據(jù)。家用電器的模塊對于所有類型的家用電器的溫度值都能夠予以顯示，對各個(gè)設(shè)備的溫度都能夠進(jìn)行控制。該模塊能夠?qū)σ苿?dòng)終端輸入的信息指令進(jìn)行讀取，將control.txt文件打開，然后通過數(shù)據(jù)端將數(shù)據(jù)寫進(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(shè)計(jì)工作。第四，在視頻模塊軟件的設(shè)計(jì)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(qū)動(dòng)和videoofLinux內(nèi)核中的數(shù)據(jù)圖像，主要是利用TCP/IP協(xié)議的socket套接字來進(jìn)行發(fā)送的。
四、遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)
遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)，主要是利用QT軟件來進(jìn)行圖形界面的制作，在ARM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。在照明控制見面中，包含著三個(gè)LCD燈。指令通過ARM串口進(jìn)行傳輸，在通過4G無線網(wǎng)絡(luò)通信到達(dá)單片機(jī)端，再對發(fā)光二極管進(jìn)行控制工作的開展。在溫度模塊中，客戶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對特定區(qū)域的監(jiān)控定時(shí)發(fā)送到串口終端的。在家居系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)中，SEC2440開發(fā)板處于控制核心的地位，實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)機(jī)、二極管及DS18B20傳感器驅(qū)動(dòng)程序的編寫，使4G無線網(wǎng)與各個(gè)模塊、移動(dòng)中端ARM板、ARM和單片機(jī)之間的通信變成了現(xiàn)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(xiàn)實(shí)，依據(jù)4G無線網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)字家具的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要框架基本完成。對系統(tǒng)硬件的控制工作，主要是通過QT軟件的繪制界面來實(shí)現(xiàn)。
結(jié)語：
4G網(wǎng)絡(luò)與智能家居之間的結(jié)合是未來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(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)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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