1、基于嵌入式技術的智能家居系統研究【摘要】隨著社會經濟的不斷發展，人們生活水平和安全意識的也在不斷提高，在現代化小區中，人們越來越重視居住環境的安全監視，例如火災、煤氣泄漏、外人非法入侵等情況。所以，人們的居住地需要有效的監視，并能及時將異常情況告知戶主或相關的機構。智能家居系統可以為用戶提供智能化的控制方案,使用戶的生活更加便捷、高效,為家庭的日常生活避免不必要的資源浪費,提供可靠、健全的安全保障。智能家居了網絡、自動控制、傳感等多種技術，并涉及生態、環境、能源等多個領域的工程技術。除了滿足自動控制的需求之外，還可以實現節能、環保、以及個性化等一系列功能。本文即闡述了如何實現智能家居系統及其方

2、案設計。【關鍵詞】嵌入式系統，智能家居，GSM，QtEmbedded一.前言日新月異的電子信息科技為智能監控系統的發展帶來無窮的活力。隨著微電子、光電子、微波、無線網絡技術的發展，空間距離感大大縮小，視覺、聽覺的范圍已經不再為距離所限制。智能家居是通過網絡按擬人化的要求而實現的，其擁有家庭產品自動化、智能化等特點。智能家居可以定義為一個系統，利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、無線技術將與家居生活有關的各種子系統，有機地結合在一起。相較于普通家居而言，它可以提供全方位的訊息交換功能，幫助家庭與外部保持訊息交流的暢通。同時，智能家居強調人的主觀能動性，要求重視人與居住環境的協調，使人能夠隨心所欲

3、地控制室內居住環境。二. 智能家居概述智能家居，或稱智能住宅。智能家居是以住宅為平臺，兼備建筑、網絡通訊、訊息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。智能家居是在家庭產品自動化、智能化的基礎上，通過網絡按擬人化的要求而實現的智能家居可以定義為一個過程或者一個系統，利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術、無線技術、將與家居生活有關的各種子系統，有機地結合在一起。人們正在進入以計算機、網絡、衛星通信為特征的信息社會。自動化概念的引入，使安全監控設備得到廣泛應用。隨著人類移動范圍越來越大，人們所關心的信息越來越多或者需要控制的對象的距離越來

4、越遙遠。為了能及時、有效地獲取所關心的信息并進行相關控制，遠程監控技術的發展成為一個廣受關注的熱點。三系統整體結構及方案設計1. 本系統主要由Liod ARM開發平臺、系統擴展板、GSM模塊組成。（一）Liod ARM為系統核心，主要完成對系統擴展板的控制、對GSM收發的短消息進行解析和處理進行及視頻數據采集傳輸；（二）擴展板電路主要負責傳感器數據的采集、家用電器開關的控制、接收和處理來自Liod開發平臺的控制信息以及將傳感器報警信息、家用電器開關狀態信息反饋給Liod平臺；（三）GSM模塊負責短消息的收發。2智能家居系統的基本功能（一）立和遠程服務端的連接，能夠自行創建分配資源，并且能夠調用

5、開發人員指定的函數處理客戶端請求。（二）能夠收集各傳感器信息，并發送到服務端。（三）夠接收服務端的命令并執行；，能夠執行客戶遠程或現場輸入的命令。3. 家庭網關開發平臺的建立本系統在Liod開發平臺的Linux操作系統下完成，采用嵌入式Qt作為軟件開發平臺，以嵌入式Qtopia-170作為用戶平臺界面，視頻監控采用Intel開源的計算機視覺類庫OpenCV中相關視頻處理函數，在構建系統平臺方面包括Linux操作系統、OpenCV以及嵌入式QtQtopia的移植等三方面的構建。（一）嵌入式Linux開發環境的建立嵌入式系統的開發，必須建立起一個配套的開發環境。此開發環境通常包括操作系統配置工具、

6、編譯環境、下載工具和調試環境。開發嵌入式系統，因為嵌入式系統的特有局限，不可能具有很大的存儲能力和友好的人機交互界面，所以一般丌發環境都必須安裝在PC上，而通過Toolchain生成的最終目標文件將可以運行在相應的目標平臺上。（二） OpenCVQtEmbedded是一個多平臺的C+圖形用戶界面應用程序框架，其對象容易擴展，可移植性好，支持多個GUI平臺的交互開發。Qtopia是Trolltech公司為采用嵌入式Linux操作系統的電子設備而開發的綜合應用平臺。（三）嵌入式Qt的移植Qt是一個優秀的跨平臺的C+圖形用戶界面庫。它良好的封裝機制使得Qt的模塊化程度非常高，可重用性較好，對于用戶開

7、發來說是非常方便的。q提供了一種稱為signalsslots的安全類型來替代callback，這使得各個元件之間的協同工作變得十分簡單。四客戶端(Liod板)程序設計客戶端程序即Liod板程序主要包括數據通信、視頻采集和發送控制命令等三個方面，其中數據通信包括與擴展板、GSM模塊的RS232通信和與服務器端的通信；視頻數據采集主要包括客戶端的視頻預覽和視頻數據傳輸；發送控制命令則主要根據短信內容、擴展板傳感器報警信息發送各種控制命令。1.GSM操作程序設計GSM(Global System for Mobile communication)系統是目前基于時分多址技術的移動通訊體制中比較成熟、完

8、善、應用最廣泛的一種系統。目前己建成的覆蓋全國的GSM數字蜂窩移動通信網，是我國公眾移動通信網的主要方式，主要提供話音、短信息、數據等多種業務。基于GSM短消息功能可以做成傳輸各種檢測、監控數據信號和控制命令的數據通信系統，能廣泛用于遠程監控、定位導航、個人通信終端等。由于公眾GSM網絡在全球范圍內實現了聯網和漫游，建立上述系統不須再組建專用通信網絡，所以具有實時傳輸數據功能的短消息應用將得到迅速普及。2.擴展板接口程序設計系統擴展板主要完成接收Liod平臺發送來的控制命令和采集傳感器警報信息并將警報信息通過串口上傳到Liod平臺。Liod平臺根據警報信息和警報使能標志啟動自動報警處理操作，在

9、網絡連通的情況下，通過網絡向服務端進行報警。3. 用戶操作界面設計系統由以Liod開發板為用戶端，與一臺基于PC的服務端組成，通過有線無線方式實現視頻、傳感器等信息采集后的傳輸，并使用GSM實現與用戶手機通訊的功能。服務器端程序在基于Redhat9 Linux操作系統的q平臺上開發。五結束語隨著社會經濟的發展，家居智能化的要求也在不斷地提高和專業化，本文提出了一個既適合當前需要又具有一定技術優勢的智能家居控制終端系統結構，該結構實現了基于移動通信網的遠程控制與監視、遠程報警以及其它一些家庭自動化功能。雖然目前智能家居系統有了一定的發展,并且國內市場上也開始出現相應的產品,但是從總體的發展程度來看還是暫時落后于歐美國家。進行適合國人使用的智能家居系統研究是很有必要的。嵌入式電子產品已經大量出現于社會的各種領域,嵌入式技術已經成為當前最熱門的研究領域之一。目前智能家居系統尚有極大的發展空間，在組網方面，有線傳輸復雜費力、不好維護，無線傳輸穩定性差、傳輸距離受限，都是亟待解決的問題，人們對此看法不一，仍需探索。近年來我國智能家居行業逐漸形成，其廣闊的前景及巨大的經濟效益將逐步展現，智能家居的研究和應用通常會涉及到許多技術的應用和發展。隨著計算機技術、嵌入式系統和通信技術的不斷進步、智能家居的快速發展，嵌入式系統在智能家居的必將