科技信息高校理科研究
基于嵌入式智能家居远程监控系统设计
黄石理工学院电气与电子信息工程学院
邱霞
［摘要］本文针对嵌入式系统体积小、功耗低、可靠性高、软硬件可裁剪的特性为智能家居的实现提供了良好的前端控制终端，提出
本系统由家电控制、安防报警、温度测量等等几大部分了基于嵌入式智能家居远程监控系统设计方案,并对该方案进行了具体设计。
组成，最终实现远程通信控制功能。［关键词］嵌入式智能家居远程控制０．引言
智能家居[1]是通过综合采用先进的计算机、通信和控制技术，建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家
便利的通信网庭综合服务与管理集成系统，从而实现全面的安全防护、
络以及舒适居住环境的家庭住宅。智能家居是IT技术、网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。
智能家居的功能一般包括以下几个方面。（1）家庭安防：安全是居民对智能家居的首要要求，家庭安防由此
家庭安防往往具有门窗磁报警、紧急求成为智能家居的首要组成部分。
燃气泄漏报警、火灾报警等功能。当智能家居的安防子系统处助报警、
于布防状态时，系统探测到家中有人入室就会自动报警，通过蜂鸣器和语音实现本地报警；同时，报警信息报到物业管理中心，或自动拨号到主人的手机或电话上。
（2）可视对讲：通过集成与显示技术，家庭智能终端上集成了可视对讲功能，无须另外设置室内分机即可实现可视对讲的功能。
（3）远程抄表：水、电、气表的远程自动抄收计费是物业管理的一个重要部分，它的实现解决了入户抄表的低效率、干扰性和不安全因素。
（4）家电控制：家电控制是智能家居集成系统的重要组成部分和支持部分，代表着家庭智能化的发展方向。通过有线或无线的联网接口，将家电、灯光与家庭智能终端相连，组成网络家电系统，实现家用电器的远程控制。
（5）家庭信息服务：物业管理中心与家庭智能终端联网，对住户发布信息，住户可通过家庭智能终端的交互界面选择物业管理公司提供的各种服务。
嵌入式系统体积小、功耗低、可靠性高、软硬件可裁剪的特性为智能家居的实现提供了良好的前端控制终端。以往的智能家居的前端控制终端绝大多数都是采用单片机，随着32位嵌入式处理器的普及，采
[2]
联网方便和易于用嵌入式系统的智能家居控制系统具有处理能力强、
扩展等特点，从而进一步提升智能家居控制系统的性能。
１．系统整体设计
在智能家居的诸多功能中，人们最关心的是安居安防和家电控制
智能家居远程监控系统的硬件由S3C2410X微处的实现。如图1所示，
理器、存储器系统、传感器、输出控制开关、光电耦合输入电路、继电器输出驱动电路、GPRS模块和用户终端手机构成。使用S3C2410X微处理器自带的多功能可编程I/O接口GPIO实现对各个监控点的控制。通信模块采用基于SIM100-E的GPRS扩展板，控制命令和报警信息以中文短信的方式进行传送。
安装在门窗上，当门窗被打开时，门磁的开关状态发生改变，经光电耦合电路将信号传送到S3C3410X微处理器。S3C3410X微处理器检测到信号输入，控制GPRS模块发出中文报警信息到终端用户手机，同时启
在厨房设有烟雾动室内的声光报警装置，对入室盗窃者产生威慑作用。
传感器。当它检测的烟雾浓度达到报警限时，触发报警器开关动作，启动室内音响报警装置发出警报，该信号经光电耦合电路传送到S3C3410X微处理器。S3C3410X检测到信号输入后，控制GPRS模块发出报警信息到终端用户手机。
２．系统软硬件结构设计2.1软件结构
系统软件采用多线编程技术实现，软件结构如图2所示，主程序流程图如图3所示。
图2系统软件结构图
图3主程序流程图
图1智能家居远程监控系统方案设计
考虑系统的抗干扰能力和S3C2410X微处理器的安全工作，输入信号采用光电耦合实现现场信号与主机的信号隔离，输出信号经放大后由继电器驱动执行机构动作，从而使主机的输出与现场实现电气隔离。
系统使用门磁传感器作为入室盗窃报警信号发生器。门磁传感器
2.2家电控制
空调、取暖阀的控制。系统在收到手机对家家电控制包括热水器、
电控制命令后，在S3C2410X对应的GPIO口产生控制信号，该控制信号经放大后驱动继电器动作，从而实现家电的启停控制。远程家电控制和数据采集功能的远程控制线程流程图如图4所示。
2.3安防报警
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条温度转换指令，最后读取温度数值指令，这样可以实现对室温的数据采集，采集室温的程序流程如图6所示。
开始防盗报警传感器选用门磁开关，它由一块磁铁和霍尔元件电路组
小于1.5CM时处于闭合状成,当两者距离大于1.5CM时处于断开状态，
态。当门未被打开时门磁相当于闭合，当门被强行打开时门磁相当于断开，从而发出报警系统。该报警开关信号经光电耦合电路传送到S3C2410X对应的GPIO口，经处理后控制GPRS模块发出防盗报警中文短消息。防火报警采用烟雾传感器来完成。烟雾传感器的工作原理是
副离子，在电场的作用由于它在内外电离室中有放射源电离产生的正、
下分别向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都
干扰了带电粒子的正常运动，从是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室，
而使电流、电压有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，从而产生一个开关信号，该开关信号经光电耦合电路传送到S3C2410X对应的GPIO口，经处理后由GPRS模块发出火灾报警中文短消息。实现远程报警的线程流程图如图5所示。
DS18B20复位发送读取序列命令字读取序列号发送温度转换命令字DS18B20复位读取并计算温度结束图6室温采集流程图
2.5监控
监控系统设计了中文命令集，命令集分两类指令：一类为家电操作指令，当系统收到用户通过手机发出的家电启停短消息指令后，对短消息操作指令进行译码，确定系统的操作动作，然后通过GPIO输出控制信号，控制信号经放大后驱动相应的继电器动作，从而实现家电设备的启停控制；另一类命令为数据采集命令，用户使用该类命令可远程采集家居状态信息，包括室温、家电的工作状态，当系统收到用户通过手机发出数据采集命令后，系统进行译码识别，而后将用户需要的家居状态信息经GPRS模块发回用户手机。
2.6信息显示
系统设计中的通信方案采用SIMCOM公司生产的SIM100-EGPRS模块：插入SIM卡后接入到中国移动或者中国联通网络。用户通过短信发送系统中文操作指令就可以方便地了解家中各种电器的工作状态并加以控制，同时在系统报警条件被触发时自动以中文短信的方式将报警信息发送到用户手机。
３．结束语
与传统智能家居系统相比，该系统控制中心硬件采用S3C2410X微处理器作为控制核心，软件采用Linux作为系统的嵌入式操作系统，该系统具有简单易行、成本低、可随时操作、易被用户接受的特点，用户可
发生入室盗窃或火灾迹象以在GSM网络覆盖的任何范围内自由活动，
时会接收到报警信息，当需要时可观看各个监控点的情况，完全实现家电的手机远程遥控，在实际应用中具有一定的借鉴意义。参考文献
［1］周洪，胡文山，张立明等.智能家居控制系统［M］.北京：中国电力出版社，2006.
［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.
图4远程控制线程流程图
图5报警线程流程图
2.4温度测量
温度传感器采用DS18B20数字温度传感器，它是美国Dsllas半导体公司生产的数字化温度传感器。其测量范围为-55℃～+125℃，可编程为9～12位转换精度，通过RO与RI组合进行设置，当温度在-10℃～+85℃之间时测量误差位0.5度。本程序模块是根据DS18B20的温度检测程序来编写的，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤；每次读写之间都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一（上接第105页）盛生长的肿瘤组织取代，局部形成瘤灶。
（6）法氏囊：法氏囊滤泡形态正常，滤泡之间的疏松结缔组织中见有多形态淋巴细胞生长。
在病理形态学诊断中，特别应注意将马立克氏病与禽白血病和网状内皮细胞增生症区别，这三种疾病同为肿瘤性疾病，但马立克氏病的肿瘤细胞由多形态淋巴细胞（包括成淋巴细胞，大中小淋巴细胞和网状
网细胞）构成。而禽白血病肿瘤细胞以形态较一致的成淋巴细胞为主，
状内皮细胞增生症的特征变化是网状细胞的弥散性和结节性增生，此外，法氏囊的变化具有证病意义。马立克氏病时肿瘤细胞出现在法氏囊滤泡间，而禽白血病时肿瘤细胞生长在滤泡内，网状内皮细胞增生症患鸡的法氏囊萎缩，滤泡中心淋巴细胞减少或发生坏死。本病理学试验观察中发现肿瘤组织主要侵害卵巢，心脏，肝脏，肾脏，肺脏和法氏囊。肿瘤组织由多形态淋巴样细胞构成，法氏囊淋巴滤泡结构正常，滤泡之间见有肿瘤细胞生长，因此，鉴定该场鸡群患有内脏型马立克氏病[3]。
３．马立克氏病病的防治措施
随着MDV的不断演化，MDV抵抗力逐渐加强，致病力和毒力也不断加强，因此，要控制该病的发生，应采取以下措施：加强饲养管理，将早期感染降到最低；应选择合适的疫苗，制定合理的免疫程序，对鸡群进行免疫接种。在接种过程中，如使用液氮苗，应严格按要求操作，避免疫苗失效；接种时应考虑母源抗体的影响，避免母源抗体中和MD疫苗
由于某些品系对马立克氏病的抵抗力强，因此抗病育而导致免疫失效。
种也成为控制马立克氏病发生的一个重要措施。
参考文献［1］王天有.组织胚胎学实验指导［M］.河南科技学院动物科技学院.［2］农扬.鸡马立克氏病.农村养殖技术［J］.2006年第17期.［3］邝荣禄.禽病学［M］.北京：中国农业出版社.
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