基于WEB的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)課件

1、答辯人：*專業(yè)：控制科學(xué)與工程指導(dǎo)教師: *教授智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)2目錄研究背景12研究內(nèi)容系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)4系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)總結(jié)35現(xiàn)狀分析 成本高 可擴(kuò)展性差 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一雖然目前市面上存在很多關(guān)于智能家居監(jiān)控的解決方案，但沒有一種通用、標(biāo)準(zhǔn)、靈活、先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制手段。傳統(tǒng)家具設(shè)備控制系統(tǒng)配置和管理復(fù)雜；資源不能自組織和協(xié)同工作；系統(tǒng)硬件、軟件升級和功能擴(kuò)展。 傳統(tǒng)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)須根據(jù)不同用戶需求，開發(fā)不同硬件和軟件，成本較高。4目錄研究背景12研究內(nèi)容系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)4系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)總結(jié)355研究內(nèi)容研究設(shè)計(jì)一種智能家居設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)用戶通過不同智能終端對家居設(shè)備

2、的遠(yuǎn)程監(jiān)視、報(bào)警、控制等功能。 系統(tǒng)須具有升級容易、維護(hù)成本低廉、客戶端操作方便、可擴(kuò)展性好、可移植性強(qiáng)等特點(diǎn)，體現(xiàn)出智能家居的方便性和實(shí)用性，以及廣泛的應(yīng)用前景。研究提出智能家居設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)軟件和硬件設(shè)計(jì)思路，在現(xiàn)有家居設(shè)備的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化，降低系統(tǒng)開發(fā)成本。系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)本文智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要包括四個(gè)部分：中央服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)控制器、傳感器終端和控制終端。其中中央服務(wù)器作為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的部署平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)控制器是家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的控制中心，而傳感器終端和控制終端作為無線網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)。10軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)* 智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器模式（Brow

3、ser/Server，B/S），是對C/S模式結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)模式。運(yùn)用這種系統(tǒng)架構(gòu)模式，用戶可以快捷、方便獲取家居設(shè)備數(shù)據(jù)和發(fā)送控制命令。B/S模式采用三層架構(gòu)結(jié)構(gòu)，即整個(gè)智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)劃分為客戶端、服務(wù)端、數(shù)據(jù)訪問層，通過遠(yuǎn)程Web瀏覽器獲取用戶的系統(tǒng)交互界面。11軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)*顯示用戶界面、收集用戶觸發(fā)事件 用戶請求的傳輸通道 用戶請求的業(yè)務(wù)邏輯處理，向用戶返回響應(yīng)結(jié)果 存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)、系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等 12目錄研究背景與意義12研究內(nèi)容遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)4系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)總結(jié)35RS232串行端口電路由于RS232串行通信接口采用EIA-IIS-232電平標(biāo)準(zhǔn)，無線終端節(jié)點(diǎn)上采用的

4、是LVTTL電平標(biāo)準(zhǔn)，即2V3.3V表示邏輯1，0V0.4V表示邏輯0。由于兩者的邏輯狀態(tài)不統(tǒng)一，所以需對電平信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能實(shí)現(xiàn)二者之間的通信，本文選用MAX3232芯片實(shí)現(xiàn)電平信號的轉(zhuǎn)換，具體電路如下圖所示。圖4.3 RS232串行通信接口電路USB端口電路USB接口在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候提供+5V的工作電壓，因此在無外接電源的情況下就可正常通訊。本文使用USB接口作為程序燒寫電路和調(diào)試接口，選用CP2102芯片作為USB接口電路的主要轉(zhuǎn)換芯片，電路如下圖所示：圖4.4 CP2102芯片電路圖家居設(shè)備控制軟件實(shí)現(xiàn)用戶用戶通過前端界面控制、監(jiān)視智能家居設(shè)備時(shí)，向智能家庭網(wǎng)關(guān)中的應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送對智能

5、家居設(shè)備的遠(yuǎn)程命令請求。智能網(wǎng)關(guān)智能家庭網(wǎng)關(guān)通過RS232串口，將接收到的用戶命令數(shù)據(jù)根據(jù)ZigBee通信協(xié)議經(jīng)由無線家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至終端設(shè)備。無線傳感ZigBee終端節(jié)點(diǎn)接受到協(xié)調(diào)器的相關(guān)命令數(shù)據(jù)包解析、發(fā)送至目標(biāo)設(shè)備執(zhí)行單元，并將控制結(jié)果沿反向返回至用戶界面。18*圖5.4 家居設(shè)備控制模塊程序?qū)崿F(xiàn)流程圖家居設(shè)備控制程序19家居設(shè)備參數(shù)采集程序圖5.5 家居設(shè)備參數(shù)采集模塊程序?qū)崿F(xiàn)20家居設(shè)備查詢程序圖5.6 家居設(shè)備查詢模塊程序?qū)崿F(xiàn)流程圖21目錄研究背景與意義12研究內(nèi)容系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)4系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)總結(jié)3522遇到的問題本文初步實(shí)現(xiàn)了基于無線通信技術(shù)和Web服務(wù)技術(shù)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，但功能過于單一，缺少智能家居娛樂和智慧家庭醫(yī)療等新型