ARM/GSM实现智能家居的监控
智能家居系统目前在嵌入式应用方面具有非常好的发展前景。本课题基于智能家居控制对象的多样性，针对控制对象和功能不同，提出多维通信机制下的智能家居监控系统，且以系统健壮、稳定、简洁作为基本要求。以ARM9为核心的智能家居监控系统，应用了嵌入式开发技术，功能强大，修改方便，通过对智能家居系统的调查分析，旨在设计出包括GSM短信模块、报警模块、实时监控模块、家电控制模块、远程和本地监控界面模块等内容的现代化家居系统。制定整个系统的通信方式，通过LED灯和按键控制程序来模拟运行仿真本系统的主要功能。本文首先介绍了此系统的应用现状与发展前景，然后根据设计方案论述硬件与软件环境搭建和设计步骤，最后具体论述了系统的调试与调试过程出现的问题和解决方案。本智能家居系统具有硬件组成简单、多功能、拓展方便、安全性能高、稳定性高、界面友好等特点，这也决定了它将在我们的日常生活中的广泛应用。 M000260
关键词：智能家居 ARM GSM Web QT
Smart Home System currently has a relatively excellent prospects in the respect of embedded applications. Due to the diversity of intelligent home control object and functions, the topic proposes the smart home monitoring system under the multi-dimensional communication mode.Moreover,in order to achieve these basic requirements about robust and stable system. ARM-core smart home security monitoring system is feathered with powerful functions and modifing conveniently.Meanwhile,adopt the embedded technology and through investigating and analyzing the demands of[ smart home systems,the topic aims to design the modern home system including GSM module,alarm module,real-time monitoring module, appliance control module, long-distance and local monitoring interfaces module, etc. Formulating the communication method about the whole system and simulating the operation of the main functions by LED and buttons.To begin with,the paper presents the appliance situation and prospects of the system, and then discusses the design steps of the hardware and software’s environment and the design procedures according to the design plan,At last, it also discusses some problems and solutions over the process of commissioning specifically. This monitoring system is feathered with simple hardware components, multi-functions, convenient to expand, high safety ,high stability, user-friendly interface which also decide that it will be widely used in our daily lives.
Key words: smart home;ARM;GSM;Web;QT
1. 概 述 查看完整请+Q:351916072获取
随着信息社会的不断发展以及科学技术的不断进步，高新科技已不仅仅应用于军用方面，而是逐渐走进千家万户，极大地实现了民用化，作为民用科技代表的智能家居系统更是被越来越多的家庭所接受。当前，智能家居以数字化、标准化作为新的发展标准，以多维通信模式、管理简易、安全性高、功能齐全、成本低、实时性完善作为绝大多数开发人员所追求的的目标，以期能够为人类提供更加便捷、安全、舒适的现代生活方式，而这也会成为人类未来居住方式的发展方向。因此，智能家居的研究设计正逐渐引领一种新世纪的时尚潮流。
目前，智能家居系统的核心绝大多数是由嵌入式微处理器构成的，它以性能高、应用性强、软硬件可裁剪、成本低等优势代替了以往用单片机控制的系统。系统实现的功能可谓是层出不穷，在当下类似于MP3、MP4、手机和PDA等手持设备广泛使用的前提下，使用GSM短信技术为智能家居系统提供远程控制功能则与现下流行趋势配合的相得益彰。以往对家居进行采集的信息都不能实时的被用户所知，现在GSM模块通过查看家电和安防设备的工作状态，待到异常时就会立即发送短信告知户主，户主收到短信后，机会立即采取相的措施，减少损失。同时用户也可以通过发送手机短信的方式，随时随地的控制家电开关。整个以GSM为核心的智能家居控制系统以其简单实用，成本低廉以及远距离通讯实现简易等优点而被广泛应用于远程控制领域，使得家居生活更加的安全和便捷。
系统功能的进一步拓展，好的人机界面是必不可少的，可以实现更加友好的操作与监管，主流的开发都会选择Web远程控制这一技术，系统硬件选择的是天嵌科技的S3C2440开发板，然后基于Web页远程监控系统的关键技术，包括SQLite数据库和boa服务器的移植、CGI的工作原理、用CGI程序和web页与数据库实现调用和控制设备描述文件,实现了系统的Web操作界面系统。在此操作界面上可以移植很多智能家居的功能，为开发人员提供了比较广阔的开发前景。
大量现实数据表明，在国内的智能家居的安装使用领域，对于智能监控，安防管理方面的要求要大大的高于智能家居的其他拓展性功能，相比于国外的家居娱乐而言，国内市场更需要注重安防方面的开发，这样才能更快的赋予其使用价值以及独树一帜的智能家居模式，并且能迎合市场的需求，对之进行独立的推广。而种种迹象也表明这一行业的巨大发展潜力以及相当客观的市场活跃度。
基于对上述理论的研究以及现代舒适化、安全化、信息化、低成本化生活的追求，智能家居系统的研究以及进一步开发有着相当程度的社会价值。
2.1 功能设计
Qt设计本地用户登录以及人机交互界面；web页实现用户登录以及人机交互界面；远程和本地实现对家电的监控；远程实时视频显示；短信对家电的开关；家电或者安防模块异常情况下短信的发送和报警；系统退出等功能。
2.2 方案设计
方案一：此方案采用远程登录所设计的网站来实现对家电的监控。通过打开浏览器输入网址，经过用户认证后打开监控系统总页面，即可在此页面上进行操作来实现相关功能，轻松而又便捷。所用相关技术与具体操作在系统硬件设计和软件设计章节中查看。
该方案结合了CGI应用程序，可以增添许多HTML无法实现的功能，在网页源代码中选用表单Form的方式来实现CGI程序的调用以及请求或提交数据的方式，通过CGI编程来实现对应的功能，让网页不只是停留在观看的程度上，还可以控制更多的硬件设备和实时显示更多的数据和视频。比如通过信号传递机制，可以在已做好的网页上点击某个家电设备对应的控制按钮，将数据放在form中，CGI程序根据form提供的信息判断后完成相应的功能，再有在网页上进行实时监控，还有当家电异常或者安防模块触动时就会通过GPRS模块向指定用户发送报警信息。系统方案图如图2-1所示。
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1. 概 述 6
2. 系统方案设计 7
2.1 功能设计 7
2.2 方案设计 7
2.3 方案论证 8
3. 系统硬件设计 9
3.1 ARM9控制器S3C2440 9
3.2 家电模块 10
3.3 安防模块 10
3.4 GPRS模块 11
3.4.1UART 12
3.4.2电平转换模块 12
3.4.3 RS232 13
3.5 摄像头 13
4. 系统软件设计 15
4.1嵌入式操作系统在S3C2440上的移植 15
4.2交叉编译器 16
4.3设备驱动 16
4.3.1 家电驱动 16
4.3.2 安防设设备驱动 17
4.4SQLite嵌入式数据库应用 18
4.4.1 Sqlite3数据库移植 18
4.4.2 用户信息数据库的建立 19
4.5Web服务器Boa移植 19
4.6流媒体服务器mjpg-streamer移植 21
4.7网页与CGI应用程序的设计与实现 22
4.7.1 用户登录界面 23
4.7.2总控制界面 24
4.7.3 家电控制界面 25
4.7.4 实时监控界面界面 26
4.8QT的应用 28
4.8.1 QT的移植 28
4.8.2 小型软键盘设计 28
4.8.3用户登录设计 29
4.8.4系统主界面设计 30
4.8.6家电控制的设计 31
4.8.7GPRS短信控制家电和安防报警 32
结束语 34
参考文献 35
致谢 36 查看完整请+Q:351916072获取
关键词：智能家居 ARM GSM Web QT
Smart Home System currently has a relatively excellent prospects in the respect of embedded applications. Due to the diversity of intelligent home control object and functions, the topic proposes the smart home monitoring system under the multi-dimensional communication mode.Moreover,in order to achieve these basic requirements about robust and stable system. ARM-core smart home security monitoring system is feathered with powerful functions and modifing conveniently.Meanwhile,adopt the embedded technology and through investigating and analyzing the demands of[ smart home systems,the topic aims to design the modern home system including GSM module,alarm module,real-time monitoring module, appliance control module, long-distance and local monitoring interfaces module, etc. Formulating the communication method about the whole system and simulating the operation of the main functions by LED and buttons.To begin with,the paper presents the appliance situation and prospects of the system, and then discusses the design steps of the hardware and software’s environment and the design procedures according to the design plan,At last, it also discusses some problems and solutions over the process of commissioning specifically. This monitoring system is feathered with simple hardware components, multi-functions, convenient to expand, high safety ,high stability, user-friendly interface which also decide that it will be widely used in our daily lives.
Key words: smart home;ARM;GSM;Web;QT
1. 概 述 查看完整请+Q:351916072获取
随着信息社会的不断发展以及科学技术的不断进步，高新科技已不仅仅应用于军用方面，而是逐渐走进千家万户，极大地实现了民用化，作为民用科技代表的智能家居系统更是被越来越多的家庭所接受。当前，智能家居以数字化、标准化作为新的发展标准，以多维通信模式、管理简易、安全性高、功能齐全、成本低、实时性完善作为绝大多数开发人员所追求的的目标，以期能够为人类提供更加便捷、安全、舒适的现代生活方式，而这也会成为人类未来居住方式的发展方向。因此，智能家居的研究设计正逐渐引领一种新世纪的时尚潮流。
目前，智能家居系统的核心绝大多数是由嵌入式微处理器构成的，它以性能高、应用性强、软硬件可裁剪、成本低等优势代替了以往用单片机控制的系统。系统实现的功能可谓是层出不穷，在当下类似于MP3、MP4、手机和PDA等手持设备广泛使用的前提下，使用GSM短信技术为智能家居系统提供远程控制功能则与现下流行趋势配合的相得益彰。以往对家居进行采集的信息都不能实时的被用户所知，现在GSM模块通过查看家电和安防设备的工作状态，待到异常时就会立即发送短信告知户主，户主收到短信后，机会立即采取相的措施，减少损失。同时用户也可以通过发送手机短信的方式，随时随地的控制家电开关。整个以GSM为核心的智能家居控制系统以其简单实用，成本低廉以及远距离通讯实现简易等优点而被广泛应用于远程控制领域，使得家居生活更加的安全和便捷。
系统功能的进一步拓展，好的人机界面是必不可少的，可以实现更加友好的操作与监管，主流的开发都会选择Web远程控制这一技术，系统硬件选择的是天嵌科技的S3C2440开发板，然后基于Web页远程监控系统的关键技术，包括SQLite数据库和boa服务器的移植、CGI的工作原理、用CGI程序和web页与数据库实现调用和控制设备描述文件,实现了系统的Web操作界面系统。在此操作界面上可以移植很多智能家居的功能，为开发人员提供了比较广阔的开发前景。
大量现实数据表明，在国内的智能家居的安装使用领域，对于智能监控，安防管理方面的要求要大大的高于智能家居的其他拓展性功能，相比于国外的家居娱乐而言，国内市场更需要注重安防方面的开发，这样才能更快的赋予其使用价值以及独树一帜的智能家居模式，并且能迎合市场的需求，对之进行独立的推广。而种种迹象也表明这一行业的巨大发展潜力以及相当客观的市场活跃度。
基于对上述理论的研究以及现代舒适化、安全化、信息化、低成本化生活的追求，智能家居系统的研究以及进一步开发有着相当程度的社会价值。
2.1 功能设计
Qt设计本地用户登录以及人机交互界面；web页实现用户登录以及人机交互界面；远程和本地实现对家电的监控；远程实时视频显示；短信对家电的开关；家电或者安防模块异常情况下短信的发送和报警；系统退出等功能。
2.2 方案设计
方案一：此方案采用远程登录所设计的网站来实现对家电的监控。通过打开浏览器输入网址，经过用户认证后打开监控系统总页面，即可在此页面上进行操作来实现相关功能，轻松而又便捷。所用相关技术与具体操作在系统硬件设计和软件设计章节中查看。
该方案结合了CGI应用程序，可以增添许多HTML无法实现的功能，在网页源代码中选用表单Form的方式来实现CGI程序的调用以及请求或提交数据的方式，通过CGI编程来实现对应的功能，让网页不只是停留在观看的程度上，还可以控制更多的硬件设备和实时显示更多的数据和视频。比如通过信号传递机制，可以在已做好的网页上点击某个家电设备对应的控制按钮，将数据放在form中，CGI程序根据form提供的信息判断后完成相应的功能，再有在网页上进行实时监控，还有当家电异常或者安防模块触动时就会通过GPRS模块向指定用户发送报警信息。系统方案图如图2-1所示。
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1. 概 述 6
2. 系统方案设计 7
2.1 功能设计 7
2.2 方案设计 7
2.3 方案论证 8
3. 系统硬件设计 9
3.1 ARM9控制器S3C2440 9
3.2 家电模块 10
3.3 安防模块 10
3.4 GPRS模块 11
3.4.1UART 12
3.4.2电平转换模块 12
3.4.3 RS232 13
3.5 摄像头 13
4. 系统软件设计 15
4.1嵌入式操作系统在S3C2440上的移植 15
4.2交叉编译器 16
4.3设备驱动 16
4.3.1 家电驱动 16
4.3.2 安防设设备驱动 17
4.4SQLite嵌入式数据库应用 18
4.4.1 Sqlite3数据库移植 18
4.4.2 用户信息数据库的建立 19
4.5Web服务器Boa移植 19
4.6流媒体服务器mjpg-streamer移植 21
4.7网页与CGI应用程序的设计与实现 22
4.7.1 用户登录界面 23
4.7.2总控制界面 24
4.7.3 家电控制界面 25
4.7.4 实时监控界面界面 26
4.8QT的应用 28
4.8.1 QT的移植 28
4.8.2 小型软键盘设计 28
4.8.3用户登录设计 29
4.8.4系统主界面设计 30
4.8.6家电控制的设计 31
4.8.7GPRS短信控制家电和安防报警 32
结束语 34
参考文献 35
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