无线网络的家庭远程监控系统
摘 要家庭远程监控系统在家庭安防、老人及儿童远程监护、智能家居领域有广泛的应用。随着电子技术的迅速发展、检测技术的提高，无线网络技术的发展。基于无线传感网络的家庭远程监控系统设计研究有广阔的应用前景和实用意义。本文介绍了基于无线网络的家庭远程监控系统的硬件和软件设计方案。该系统通过MSP430F149单片机收集温度传感器、光照传感器、烟雾传感器、火焰传感器所采集到的信息，并使用按键通过单片机外部中断来控制电机及继电器的动作。从而实现对家庭环境参数的调节和控制。单片机通过E12-TTL无线串口模块将采集的数据发送到上位机，上位机上采用MCGS组态控制软件制作图形化界面，显示单片机发送过来的数据。实验结果证明，本系统扩展性强，稳定性好，布线简洁。
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 问题的提出及研究意义 1
1.2 家庭监控系统的发展与研究现状 2
第2章 家庭远程监控系统总体方案设计 5
2.1硬件模块整体设计方案 5
2.2软件方案设计 5
2.2.1 上位机软件设计 6
2.2.2 下位机软件设计 6
第3章 家庭远程监控系统硬件模块设计 8
3.1 单片机模块的方案选择 8
3.2 温度检测方案设计 9
3.2.1 硬件电路 10
3.2.2 软件设计 11
3.3 光照、烟雾、火焰检测方案设计 13
3.3.1 光照检测 14
3.3.2 烟雾检测 15
3.3.3 火焰检测 17
3.3.4 软件设计 18
3.4 步进电机模块 19
3.4.1 技术性能及作用 19
3.4.2 软件设计 21
3.5 无线通信方案及实现 21
3.5.1 硬件技术性能 22
3.5.2 软件设计 23
3.6 继电器模块 23
第4章 家庭远程监控系统上位机软件设计 25
4.1 MCGS脚本驱动开
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
发工具 25
4.1.1 软件简介 25
4.1.2 软件调试 25
4.2 MCGS组态控制软件 26
4.2.1 软件简介 26
4.2.2 软件调试 27
第5章 系统调试 32
5.1 硬件部分整合 32
5.1.1 调试过程中的问题 33
5.1.2 问题的解决 33
5.2 硬件调试过程中放弃使用的模块 34
5.2.1 热释电模块 34
5.2.2 温湿度传感器模块 35
5.3 软、硬件联调 36
5.3.1 调试过程中的问题 36
5.3.2 问题的解决 37
第6章 总结与展望 38
6.1 工作总结 38
6.2 工作展望 39
致谢 40
参考文献 41
附录1 系统图片 42
附录2 外文翻译 44
第1章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
作为我们生活的主要场所之一，家庭的内部环境决定着我们生活的舒适程度。一个舒适的生活环境能够提升我们的生活质量。
除了家庭环境一直以来追求的舒适性之外，安全性也是一个不容忽视的方面。随着科学技术的不断发展，家居环境的智能化不断提高，越来越多的智能化设备应用在对家庭环境的控制之中，对这些智能化的家居和家庭环境进行实时监控显得十分必要。
与传统的智能家居系统不同，随着网络及无线通信技术的发展，现在有能力将传感器所采集到的数据通过无线的方式发送到计算机上，使得我们可以远程监控家庭的实时状况。
对于无线家庭远程监控系统，需要完成以下几点目标：
构建无线通信，使得单片机能够和计算机实现远程通信。
通过传感器采集家庭环境信息。
能够基本控制照明、遮阳等设施。
能够在计算机上实时了解家庭环境状况，构建软件界面。
无线家庭远程监控系统的实现，可以有效取代和升级老式的有线式智能家居，同时可以直接对家庭的安全保护系统进行一定的补充和升级。在越来越注重家庭安全性和舒适性的今天，智能家居也成为越来越多人的选择，而无线系统相对于有线系统在系统扩展、升级、更换及寿命上表现出来的巨大优势使得基于无线网络的家庭远程监控系统正在慢慢取代传统的有线智能家居。除此之外，相比于有线智能家居环境，无线家庭远程监控系统布线少、兼容性高、布局更方便。这一系列优点使得基于无线网络的智能家居正在成为一种新的潮流。对无线智能家居的研究，不仅仅可以拓展我们对于智能家居环境的了解，也能够增强我们对所使用到的传感器、单片机、上位机软件的理解和应用，让我们在大学中学到的东西能够进一步实用化。
家庭远程控制系统是一种基于无线数据传输、能够对环境信息进行采集并显示的综合控制系统。该系统具有扩展方便、操作简单，实时性好，数据传输距离远、界面简洁等优点。家庭远程监控系统除了对家庭环境进行监测，用于升级老式的有线式智能家居，还可以广泛应用在各种环境监测系统中。
家庭远程监控系统主要由三个层面构成，前端设备层、传输网络层和中心应用服务层。其中前端设备层提供视屏图像、状态信号采集和数据初步处理等功能，传输网络层主要提供通信以及数据传输等功能，中心应用服务层以上位机为中心，通过软件构建图像化的人机交互界面。
图1.1 家庭远程监控系统构成
1.2 家庭监控系统的发展与研究现状
早期的家庭监控系统主要集中在视频监控上，由于网络技术的不发达，这一时期的监控一般只能进行硬盘设备的存储和事后观看。但这一时期的整个系统成本较高，因此应用较少。
随着网络的普及，早期的硬盘式存储已经落后，开始出现早期的网络化智能监控系统，但是这一时期存在着网络费用、带宽以及实施操作平台的限制，家庭监控系统依然无法普及。
图1.2 早期家庭监控系统构成
近几年来，随着各种设备智能化、网络化的加速发展，电子设备成本的降低，智能家居也有了较快的发展，并在一定程度上实现了应用的普及。但国内外的发展侧重点也有所不同，国外家居环境以别墅为主，因此更加侧重于整个环境中各种信息的联网与交互，而国内以公寓为主，则更加侧重于家庭的安全防护。随着整个系统模块化程度的提升，不同模块之间的组合能够实现不同环境量的监测，达到不同的目的。通过更换模块，我们也能够迅速改变和增强整个系统的监测能力，拓展系统的用途。而家庭监控系统用途的拓展又将反过来刺激整个系统的发展与应用。
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 问题的提出及研究意义 1
1.2 家庭监控系统的发展与研究现状 2
第2章 家庭远程监控系统总体方案设计 5
2.1硬件模块整体设计方案 5
2.2软件方案设计 5
2.2.1 上位机软件设计 6
2.2.2 下位机软件设计 6
第3章 家庭远程监控系统硬件模块设计 8
3.1 单片机模块的方案选择 8
3.2 温度检测方案设计 9
3.2.1 硬件电路 10
3.2.2 软件设计 11
3.3 光照、烟雾、火焰检测方案设计 13
3.3.1 光照检测 14
3.3.2 烟雾检测 15
3.3.3 火焰检测 17
3.3.4 软件设计 18
3.4 步进电机模块 19
3.4.1 技术性能及作用 19
3.4.2 软件设计 21
3.5 无线通信方案及实现 21
3.5.1 硬件技术性能 22
3.5.2 软件设计 23
3.6 继电器模块 23
第4章 家庭远程监控系统上位机软件设计 25
4.1 MCGS脚本驱动开
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
发工具 25
4.1.1 软件简介 25
4.1.2 软件调试 25
4.2 MCGS组态控制软件 26
4.2.1 软件简介 26
4.2.2 软件调试 27
第5章 系统调试 32
5.1 硬件部分整合 32
5.1.1 调试过程中的问题 33
5.1.2 问题的解决 33
5.2 硬件调试过程中放弃使用的模块 34
5.2.1 热释电模块 34
5.2.2 温湿度传感器模块 35
5.3 软、硬件联调 36
5.3.1 调试过程中的问题 36
5.3.2 问题的解决 37
第6章 总结与展望 38
6.1 工作总结 38
6.2 工作展望 39
致谢 40
参考文献 41
附录1 系统图片 42
附录2 外文翻译 44
第1章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
作为我们生活的主要场所之一，家庭的内部环境决定着我们生活的舒适程度。一个舒适的生活环境能够提升我们的生活质量。
除了家庭环境一直以来追求的舒适性之外，安全性也是一个不容忽视的方面。随着科学技术的不断发展，家居环境的智能化不断提高，越来越多的智能化设备应用在对家庭环境的控制之中，对这些智能化的家居和家庭环境进行实时监控显得十分必要。
与传统的智能家居系统不同，随着网络及无线通信技术的发展，现在有能力将传感器所采集到的数据通过无线的方式发送到计算机上，使得我们可以远程监控家庭的实时状况。
对于无线家庭远程监控系统，需要完成以下几点目标：
构建无线通信，使得单片机能够和计算机实现远程通信。
通过传感器采集家庭环境信息。
能够基本控制照明、遮阳等设施。
能够在计算机上实时了解家庭环境状况，构建软件界面。
无线家庭远程监控系统的实现，可以有效取代和升级老式的有线式智能家居，同时可以直接对家庭的安全保护系统进行一定的补充和升级。在越来越注重家庭安全性和舒适性的今天，智能家居也成为越来越多人的选择，而无线系统相对于有线系统在系统扩展、升级、更换及寿命上表现出来的巨大优势使得基于无线网络的家庭远程监控系统正在慢慢取代传统的有线智能家居。除此之外，相比于有线智能家居环境，无线家庭远程监控系统布线少、兼容性高、布局更方便。这一系列优点使得基于无线网络的智能家居正在成为一种新的潮流。对无线智能家居的研究，不仅仅可以拓展我们对于智能家居环境的了解，也能够增强我们对所使用到的传感器、单片机、上位机软件的理解和应用，让我们在大学中学到的东西能够进一步实用化。
家庭远程控制系统是一种基于无线数据传输、能够对环境信息进行采集并显示的综合控制系统。该系统具有扩展方便、操作简单，实时性好，数据传输距离远、界面简洁等优点。家庭远程监控系统除了对家庭环境进行监测，用于升级老式的有线式智能家居，还可以广泛应用在各种环境监测系统中。
家庭远程监控系统主要由三个层面构成，前端设备层、传输网络层和中心应用服务层。其中前端设备层提供视屏图像、状态信号采集和数据初步处理等功能，传输网络层主要提供通信以及数据传输等功能，中心应用服务层以上位机为中心，通过软件构建图像化的人机交互界面。
图1.1 家庭远程监控系统构成
1.2 家庭监控系统的发展与研究现状
早期的家庭监控系统主要集中在视频监控上，由于网络技术的不发达，这一时期的监控一般只能进行硬盘设备的存储和事后观看。但这一时期的整个系统成本较高，因此应用较少。
随着网络的普及，早期的硬盘式存储已经落后，开始出现早期的网络化智能监控系统，但是这一时期存在着网络费用、带宽以及实施操作平台的限制，家庭监控系统依然无法普及。
图1.2 早期家庭监控系统构成
近几年来，随着各种设备智能化、网络化的加速发展，电子设备成本的降低，智能家居也有了较快的发展，并在一定程度上实现了应用的普及。但国内外的发展侧重点也有所不同，国外家居环境以别墅为主，因此更加侧重于整个环境中各种信息的联网与交互，而国内以公寓为主，则更加侧重于家庭的安全防护。随着整个系统模块化程度的提升，不同模块之间的组合能够实现不同环境量的监测，达到不同的目的。通过更换模块，我们也能够迅速改变和增强整个系统的监测能力，拓展系统的用途。而家庭监控系统用途的拓展又将反过来刺激整个系统的发展与应用。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3027.html
