基于遠(yuǎn)程圖像采集的智能家居系統(tǒng)

王耀平

【摘要】 設(shè)計(jì)基于遠(yuǎn)程圖像采集的智能家居系統(tǒng)，利用STC12系列單片機(jī)建立主控平臺，結(jié)合家用傳感器、攝像頭、GSM通信模塊。傳感器的異常觸發(fā)下，MCU驅(qū)動攝像頭進(jìn)行實(shí)時抓拍。獲取圖像信息通過GSM反饋給用戶手機(jī)終端。增加圖像信息采集，人為通過圖像信息校驗(yàn)判斷，便于對家庭信息的實(shí)時圖像監(jiān)控。

【關(guān)鍵字】 遠(yuǎn)程圖像 單片機(jī) MCU 智能家居

一、前言

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能家居為人們提供了一個集信息安全、生活舒適、通信快捷為一體的居住空間，將住宅的智能化、信息化、數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化變成了現(xiàn)實(shí)。然而家用傳感器時常存在信息的誤觸發(fā)，不僅導(dǎo)致MCU控制器執(zhí)行錯誤分析，并且GSM還會向用戶反饋錯誤信息，從而導(dǎo)致用戶產(chǎn)生誤判斷。本設(shè)計(jì)在原有GSM遠(yuǎn)程通信的基礎(chǔ)上，用戶通過讀取圖像信息，實(shí)時監(jiān)控家庭環(huán)境信息，可避免因傳感器誤觸發(fā)，導(dǎo)致MCU執(zhí)行錯誤操作。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目以STC12C5A60S2為主控MCU，外接部分測試傳感器。傳感器的異常觸發(fā)、實(shí)時的圖像采集由STC12C5A60S2控制，信息的遠(yuǎn)程發(fā)送與接收由GSM完成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

家用傳感器采集的異常信息被主控MCU（STC12C5A60S2）檢測時，MCU驅(qū)動攝像頭實(shí)時抓拍，圖像信息通過GSM（以彩信形式）遠(yuǎn)程發(fā)送至手機(jī)終端，用戶對圖像內(nèi)容做出準(zhǔn)確的判斷校驗(yàn)，執(zhí)行應(yīng)對操作。通過對圖像信息的校驗(yàn)，可避免因傳感器誤觸發(fā)，而導(dǎo)致MCU執(zhí)行錯誤操作。系統(tǒng)亦可由用戶主動發(fā)送拍照指令，便于對家庭信息進(jìn)行實(shí)時的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。

三、設(shè)計(jì)基本思路

本設(shè)計(jì)以SCT公司STC12C5A60S2單片機(jī)為主控芯片，STC12C5A60S2單片機(jī)是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)。利用STC12C5A60S2的雙串口，結(jié)合電平轉(zhuǎn)換芯片，分別連接GSM通信模塊SIM300與串口攝像頭VC0706實(shí)現(xiàn)通信。GSM通過數(shù)據(jù)口以串行方式接收指令并向外輸出數(shù)據(jù)。理論上講，在數(shù)據(jù)口中找出RxD、TxD和GND引腳與單片機(jī)的串口對應(yīng)連接即完成了硬件接口。由于接口是專為連接PC機(jī)9針串口而設(shè)計(jì)的，信號電平為標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平，通過串口電平轉(zhuǎn)化芯片將單片機(jī)的串口轉(zhuǎn)換為RS232電平，可方便與GSM模塊通信。串口電平轉(zhuǎn)化電路如圖2所示：

由于各傳感器的調(diào)試較為簡單，軟件設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于攝像頭的驅(qū)動程序編寫和手機(jī)AT指令編寫。攝像頭的驅(qū)動程序包括圖片大小、格式、拍照次數(shù)等參數(shù)的設(shè)定指令。遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)接收、發(fā)送以及圖像信息的發(fā)送主要是通過232串口協(xié)議實(shí)現(xiàn)MCU對GSM模塊的AT指令操作，如讀取、刪除手機(jī)的短信、彩信內(nèi)容，列出手機(jī)中還未讀的短信、彩信等。

四、應(yīng)用價值

基于GSM與圖像采集的家庭智能遠(yuǎn)控系統(tǒng)，可通過GSM進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像發(fā)送（以彩信形式）。遠(yuǎn)程的圖像發(fā)送，方便用戶對家庭觸發(fā)事件的正確校驗(yàn)，從而做出準(zhǔn)確判斷；實(shí)時的圖像監(jiān)控，便于用戶主動對家庭信息進(jìn)行清晰的監(jiān)控。

攝像頭的引入，用戶可通過遠(yuǎn)控拍照，主動對家庭信息進(jìn)行實(shí)時的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。可應(yīng)用于對孩子放學(xué)回家后學(xué)習(xí)的督導(dǎo)；對病人、老人、孕婦等的實(shí)時監(jiān)控，遠(yuǎn)程的門禁控制。用戶的主動監(jiān)控可對突發(fā)事件進(jìn)行及時處理，避免事件的延遲性。

總結(jié)：本設(shè)計(jì)是對傳統(tǒng)智能家具的重要改良，通過GSM為載體的遠(yuǎn)程通信，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時的圖像監(jiān)控。進(jìn)一步提高了家居系統(tǒng)在數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)處理上的準(zhǔn)確性與可靠性。總的來說，基于遠(yuǎn)程圖像采集的智能家居系統(tǒng)將會具有良好的應(yīng)用前景，并具有廣闊的市場空間。

參 考 文 獻(xiàn)

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