基于物聯網的智能小區系統設計

劉惠鑫　楊玥

摘要：智能小區就是在互聯網的影響之下物聯化的體現。通過物聯網技術將小區的各種設備（如音視頻設備、照明系統、門禁系統等）連接到一起，提供小區內設備控制、照明控制、移動終端遠程控制、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可編程定時控制等多種功能和手段。智能小區具備建筑質量監測、小區環境質量監測、網絡通信、小區外部設備智能化，全方位信息交互的功能。

關鍵詞：物聯網；智能小區；單片機

智能化小區是在智能建筑的基本含義中擴展和延伸出來的，它通過對社區建筑群四個基本要素的優化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效、舒適、溫馨、便利以及安全的居住環境。隨著我國創建平安城市和建設和諧社會的深入，無疑對智能小區的發展起到催化的作用。近幾年，各地政府主管部門以及房產開發商越來越重視智能化小區的開發和建設，并提出了實現住宅小區智能化的總體目標，以此來提高住宅的科技含量和居住水平，以適應21世紀的現代化居住生活的需要。

1系統總體結構

智能小區包括三個部分：主控芯AT89C52，環境監控部分一各種傳感器，小區外部控制部分一各種外部設備。

由PC端監控系統與CC2530結合控制本系統。系統通過溫度傳感器ds18b20將周圍環境中的溫度檢測出來傳送至單片機，通過光照強度傳感器BHl750FVI實時檢測環境中光照強度，通過溫濕度傳感器DHT11檢測空氣中的濕度并由相應的模塊做出調節。利用PC端監控系統控制繼電器進而控制外部設備的開啟與關閉。

2系統功能模塊

智能小區系統包含了兩大模塊，分別是監控系統和控制系統。監控系統主要是通過PC機端和安卓移動終端對小區內環境進行監測，控制系統分為綠化控制和燈光控制。

（1）對小區環境的監測：我們在開發板子上放置了多個傳感器節點，包括溫度傳感器節點，光照強度傳感器節點和煙霧探測傳感器節點，以用來實現對小區環境的檢測。

（2）查看所檢測的數據：用戶可以通過電腦終端和手機端對傳感器所檢測到的數據進行查看，在界面上將傳感器所檢測的數據數字化呈現在用戶面前。方便用戶了解當前環境的情況。

（3）對用電器進行遠程訪問控制：用戶可以通過電腦或者手機終端在一定范圍內對所查看到數據進行調控，控制所鏈接的用電器的工作方式，改變小區的路燈，噴泉等，以實現智能控制。

系統功能模塊圖如圖1所示。

根據模擬智能小區模型的系統模塊圖，預計能夠達到的功能如下：對小區環境的溫度、光照強度、煙霧情況進行實時采集并在電腦和Android移動終端進行實時監測和控制。通過電腦和手機的終端對實驗器材所鏈接的路燈的狀態進行查看，并控制路燈的亮滅。通過電腦和手機的終端對實驗器材所鏈接的紅綠指示燈的狀態進行查看，并控制紅綠指示燈的指示狀態。通過電腦和手機的終端對實驗器材所鏈接的水泵的狀態進行查看，并控制水泵的工作狀態。

3系統實現

3.1PC-服務器端

智能小區的PC服務器端口，作為整套設備的核心設備，它具備服務器開放或者關閉的選擇，傳感器接收數據的顯示，和遠程Android數據的傳輸功能，并可以根據每個傳感器所檢測的數據對每項數據形成折線圖，顯示在電腦界面。實際界面效果如圖2所示。

3.2Android手機端

用戶通過安裝在Android平板電腦平臺的“智能小區”手機軟件APP對傳感器節點所檢測到的數據和用電器的狀態進行查看，同時可以根據用電器狀態進行調整。如控制路燈的開關、噴泉的情況等。實際界面如圖3所示：

在Android手機端、Android平板電腦平臺可以同PC服務器端一樣查看傳感器的數據，如溫度檢測、光強檢測、氣體檢測。同時也可對連接在節點上的用電器進行控制，如路燈控制、紅綠指示燈控制、噴泉控制。當用戶按下“開啟燈”按鈕后，會在下面提示“您按下了燈光開關，燈已經點亮”，此時開關上的文字變成“關閉燈”，當用戶再次按下“關閉燈”則與節點相連接的燈會被關閉，同時在屏幕的下方會顯示“您按下了燈光開關，燈已經熄滅！”，其他的電器使用原理與此相同。

3.3應用流程

硬件連接：選擇五塊開發板，選擇其中一個當網關節點，連接電腦作為服務器。將其余4個開發板分別連入220V電燈、12V路燈、12V紅綠指示燈。實際界面如圖4所示。

4總結

本系統追求高性價比、高可維護性、安裝操作簡單、適用范圍廣。運用單片機為核心的系統來實現對小區系統的控制，同時有效地降低成本為日后推廣普及打下基礎。智能小區系統包括噴泉系統、智能小區溫度調節系統、智能警報系統和電源控制系統。系統間相互關聯協調工作，效率高于單個系統獨立工作，同時可以實現集成控制。