智能家居监控系统的设计与实现毕业论文.doc

本科毕业论文（设计）（20XX届本科毕业生）题目： 智能家居监控系统的设计与实现学生姓名： xxxxx 学生学号： xxxxxxxx 学院名称： 科信软件学院 专业名称： 计算机科学与技术 指导教师： xxxxxxxxxxx 【摘要】随着嵌入式技术的发展，智能家居监控系统已经渐渐走入人们的视线。实现智能化离不开运算和控制单元，本系统采用MCU(S5PV210)作为主控器件，智能家居应用系统由硬件和软件组成。硬件由ARM板扩展的存储器、输入/输出设备以及各种实现智能家居系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；软件由ARM板应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。在智能家居应用系统开发的过程中，应不断调整软、硬件，协调地进行软、硬件设计，以提高工作效率，当系统硬件和软件紧密配合、协调一致，就可以组成高性能的智能家居应用系统。本课题完成了智能家居应用系统其开发过程的系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试，根据开发的实际需要，相互协调、交叉，有机的进行。【关键词】嵌入式，智能，监控Design and Implementation of intelligent home monitoring system【Abstract】With the development of embedded technology, the intelligent home monitoring system has been gradually came into the sight of people.Intelligent computing and control unit can not be separated, the system uses the MCU (S5pv210) as the master device, intelligent home application system consists of hardware and software. Extended by a ARM hardware memory, input / output devices and a variety of requirements to achieve intelligent home system control interface circuit and the external circuit chips or components; software by the microcomputer application system to achieve its specific control of various work processes and management procedures composition. In the MCU application development process, should continue to adjust the software and hardware, and coordinated software and hardware designed to improve efficiency, when the system closely with hardware and software, and coordinated, can form high-performance microcontroller applications. The subject completed the Application System the development process of system design, hardware design, software design and system debugging, according to the actual needs of the development, coordination, cross, organic conduct.【Keywords】Embedded, Intelligent, Monitoring目 录第一章绪 论11.1 系统的背景和研究意义11.2 智能家居系统概述11.3 系统的现状分析21.4 系统设计主要任务2第二章软件的功能和性能描述32.1 软件的功能需求32.2 软件的性能需求4第三章软件总体结构设计53.1 硬件结构概述53.2 软件功能划分73.3 软件运行环境和开发平台8第四章软件子系统功能设计94.1 PC软件设计94.2 嵌入式软件（Main）设计94.3 智能服务器终端设计10第五章接口设计105.1 接口描述11第六章 系统主要流程描述126.1 初始化流程126.2 业务流程136.3 系统子模块流程描述14第七章软件子系统接口设计167.1 软件子系统的接口设计概述167.2 公共数据结构、变量、宏定义167.3 Main子系统与智能客户端子系统的接口177.4 Main接口函数25IV7.5 智能客户端接口函数36第八章 结 论41后 记42参考文献43附录：44V 第一章 绪 论1.1 系统的背景和研究意义安全是一个社会和企业赖以生存和发展的基础， 尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化， 手段更隐蔽， 加强现代化的安防技术就显得更为重要。 安全防范技术就是在这个意义上发展起来的， 它是电子技术、 传感器技术、 计算机技术和现代通信技术等高科技技术相结合的产物。它在预防和打击犯罪，维护社会治安，预防灾害事故，减少国家、 集体财产和人民生命等方面起到了一般防范手段难以或者不可能起到的作用。 安全防范技术系统和产品是预防和打击犯罪以及预防灾害事故发生的锐利武器， 是社会治安综合治理的重要内容，它将使我们逐步告别一把锁头保平安的时代。利用安全防范技术进行安全防范首先对犯罪分子有种威慑作用，使其不敢轻易作案。如安防系统能及时发现犯罪分子的作案时间和地点， 使其不敢轻易动手， 所以对预防犯罪相当有效。 其次， 一旦出现了入侵、 盗劫等犯罪活动， 安全技术防范系统能及时发现， 及时报警， 电视监控系统能自动记录下犯罪现场及犯罪分子的犯罪过程， 以便及时破案， 节省了大量的人力、 物力。 重要单位， 要害部门安装了多功能、 多层次的安防监控系统后， 大大减少了巡逻值班人员的工作强度，提高效率，减少开支。摄像头监视系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统。随着科技的飞速发展，CCD摄像机技术日趋成熟和商品化，在监视系统中，可以把被监视场所的图像内容传送到用户终端设备，使被监控场所的情况一目了然。同时， 监视终端还可以与防盗报警等其它安全技术防范体系联动运行， 使防范能力更加强大。监视终端的另一特点是它可以把被监视场所的图像及声音全部或部分地记录下来， 这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。微电子计算机技术高速发展的今天， 应用于监视电视系统中的技术越来越多， 各种设备日趋先进和完善。对于设计者来说最重要的一点是如何将先进的技术和设备有机地加以结合，根据用户的实际情况使系统切实地发挥出安全防范的威力。1.2 智能家居系统概述随着社会信息化的加快，人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。人们对家居的要求早已不只是物理空间，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。家居智能化技术起源于美国，它是以家为平台进行设计的。智能家居控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台，计算机网络技术为技术平台，现场总线为应用操作平台，构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统，以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。大型的智能家居控制系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。1.3 系统的现状分析在智能家居监控系统未广泛使用之前，监测室内温度还需要依靠温度计；还没有用于监控室内烟雾浓度的装置；还没有用于监控是否有外人闯入的装置；还没有报警系统。随着近些年信息技术和硬件技术以及计算机网络技术的不断发展，家居也先从传统的毫无安全可言的普通家居发展到有一定安全性的智能家居，再发展到今天的数字化、信息化的智能家居，这些变化使得智能家居越来越现代化、人性化，人民的生命和财产安全也得到了很好的保障。随着互联网的飞速发展，人们可以利用手机通过网络和自家的监控系统建立连接，实时动态的监控家里环境变化。1.4 系统设计主要任务本文利用凌阳ARM9嵌入式开发板，S5PV210 CPU核心板和装有Linux系统或装有Linux虚拟机的PC机一台。本设计包括：硬件驱动程序接口的封装、监控软件的编写、设备操作与维护软件三大部分。1. 硬件部分：智能家居控制系统其硬件部分主要由八大部分构成，即LED灯、蜂鸣器、按键、以太网模块（dm9000）、ds18b20温湿度传感器、烟雾传感器（ADC）、s5pv210 CPU板模块与接口和电源部分。用户可以通过GPRS模组上的RS232接口和PC机直接相连接使用，通过SHT11温湿度传感器检测温度变化，电源部分则为各个部分提供工作电源。2. 软件部分：软件设计部分主要由三大部分构成：即底层驱动程序接口函数、监控软件、上层操作与维护软件。第二章 软件的功能和性能描述2.1 软件的功能需求2.1.1 监控功能1. 监控室内温度通过温度传感器（ds18b20）定时对室内温度进行采样，如果室内温度超过设定的温度阀值，系统自动对室内温度异常进行处理（蜂鸣器报警、led灯闪烁）。2. 监控红外传感器 通过按键来模拟红外传感器，以阻塞或者异步通知方式进行对红外传感器进行监控， 如果红外传感器探测有非法份子闯入，系统自动对异常进行处理（蜂鸣器报警、led灯闪烁）。 3. 监控室内烟雾浓度 通过测电压值来模拟烟雾传感器，定时对室内烟雾浓度进行采样，如果室内烟雾浓度超过设定的烟雾浓度阀值，系统会自动对室内异常进行处理（蜂鸣器报警、led灯闪烁）。2.1.2 智能服务器1. 获取室内参数通过获取各个芯片的参数，来动态显示室内相关信息，比如当前室内温度，湿度，烟雾浓度，场景状态等。2. 配置管理通过智能服务器终端界面进行参数配置。2.1.3 智能客户端1. 故障报警系