李树鹏天津工业大学电子与信息工程学院



基于ARM 的智能家居远程监控系统设计

李树鹏
天津工业大学电子与信息工程学院

摘要：针对传统智能家居系统的不足，本文提出了一种基于智能家庭远程监控系统的设计方案。该系统由智能家居终端、智能家居控制中心以及客户端三部分构成，智能家居控制中心与终端之间是基于蓝牙的无线连接，和客户之间的基于GPRS和Internet接线方式。该系统有丰富的软硬件资源，具有低成本、低功耗、易于扩展等优点。

关键字：ARM 智能家居 远程监控

1　引言

随着计算机技术、通信技术和微电子技术的飞速发展以及人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求开始迈向追求精神内涵、安全舒适、智能化和自动化作为理想的目标，因此智能家居环境逐渐引起人们的关注。目前，在智能家居系统的设计、智能化家居控制中心和终端（家电设备、安防设备、表格等）的有线连接总线（RS485、LonWorks等），此连接方式具有接线复杂，线路容易被腐蚀，维修不便，影响室内美观等缺点。远程用户和智能控制家居中心使用通信电话线和电缆之间的沟通，不能用目前成熟的移动通信技术，这给用户带来很多不便。家居智能控制中心大多以单片机作为控制核心，随着用户需要的功能要求越来越多，并且单片机软、硬件资源有限的系统升级带来极大的困难，并且维护和调试不便。鉴于此，本文提出了基于智能家庭远程监控系统的设计方案。

2　智能家居无线技术概述

2.1 GPRS技术简介

通用分组无线业务（GPRS）以分组交换技术为基础，通过IP数据网络协议的使用，打破了现有的GSM网络的数据业务的最高9.6 kb/s的限制率，其最大数据传输速率可达171.2 kb/ s。GPRS具有高速传输，永远在线及按流量计费的特点，并且能够减少资源的浪费和无线通信和低成本。

2.2 蓝牙技术简介

蓝牙技术是一种新兴的技术，其主要目的是建立一个短距离的无线通信标准。它采用2.4 ～ 2.5GHZ的ISM（Industry Scientific Medical）频带传输语音和数据。采用成熟、实用、先进的无线技术来代替电缆。它提供了低成本、低功耗的无线接口，使所有固定和移动设备通过PAN（Personal Area Network）连接。通过这种方式，人们可以通过移动电话或互联网在任何时间/任何地方对家用电器（空调，热水器，电饭煲，照明，音频，录音机）进行远程控制。

3　系统的主要功能和总体结构设计

3.1 主要功能

用户通过电话或互联网实现远程实时监控和控制家用电器、照明、窗帘、门禁、安全等基础设施和室内环境，也可以自动完成（水、电、煤气）的抄表工作。

3.2 总体结构设计

智能家居系统远程监控系统的核心部分是嵌入式网络服务器，系统在有线和无线通信方式集于一体，用户可以通过手机或个人电脑登陆主页的嵌入式网络服务器通过验证用户名和密码后，可以查看或控制家用电器、灯光、窗帘、门禁、安防等基础设施；系统采用液晶显示和键盘，具有良好的人机界面。用户可以通过键盘设置系统参数。该系统具有丰富的扩展接口，如A/D转换接口，蓝牙无线接口、RS 485接口，GPRS和以太网接口。系统的总体结构设计如图1所示。

图1 系统的总体结构图

3.3 系统硬件设计

该系统的硬件结构设计如图2、图3所示。从图2可以看出，以单片机为控制核心的智能终端，蓝牙扩展模块和其他外围接口。如图3所示。智能家庭控制中心硬件由嵌入式处理器、外部存储器、数据通信接口、人机界面和调试接口五部分组成。

图2 智能终端硬件结构图

图3 智能家居中控制中心硬件结构图

4　结论

与传统的智能家庭系统相比，系统控制中心的硬件采用以ARM微处理器为控制核心，便于系统的开发、调试、维护、升级和扩展，同时也提高了系统的稳定性和可靠性。该系统控制中心和智能终端采用蓝牙无线传输方式，避免了电缆连接线路复杂，电路容易腐蚀和维护不方便，影响了室内外观缺陷。因此，该系统的设计具有一定的参考价值。

参考文献

［1］ 薛晓明，陈震.蓝牙芯片BlueCore03b 在远程控制智能家居系统的应用［J］.泰州职业技术学院学报，2004，4（4）：

26-28 .

［2］ 于明，范书瑞，曾祥烨.ARM9嵌入式系统设计与开发教程［M］.北京：电子工业出版社，2006.

［3］ 刘淼.嵌入式系统接口设计与Linux 驱动程序开发［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2006 .

［4］ 付保川，王中杰.基于ARM的嵌入式Web服务器研究［J］.电子器件，2006，29（2）：42-45.

［5］ 陆永健，王萍，吴佳等.嵌入式Web服务器Boa的移植及其应用［J］ .河海大学常州分校学报，2005，19（4）：44-47.