4G智能家居遠程網絡監控系統分析

余東+郭彤穎

摘 要：4G網絡的應用改變了人們的生活，讓人們可以"遠在千里之外"便可以"操縱"家中一切，這就是4G智能家居遠程網絡監控系統的應用。此系統的應用通過微處理器與操控系統的軟件、硬件結合達到對家居的遠程控制，真正實現了家居的智能化?；诖?，本文就4G智能家居遠程網絡監控系統進行分析研究，以供參考。

關鍵詞：4G網絡；遠程監控；智能家居

一、遠程監控的總構架

通過遠程監控的配置，能夠隨時隨地對居室內的各類家電進行調節和控制，而達到隨時監控的效果則需要構建相應的總框架。4G遠程監控建立了智能化手機平臺，通過無線網絡，將遠程控制端和家庭的內網連接在一起，在此過程中，手機端和主體控制器都能夠實現信息交流，進行控制指令的發送。為了使家居環境的安全得到保障，在主控構件中融入智能家居配備的分支系統，對于火情、盜竊或其他危險事件能夠隨時進行測定，危險行為一旦查出，就會立刻報警。在新階段智能家居遠程監控中，不同的配套模塊對應的控制功能也不盡不同，對于遠程信息的收集和處理則主要通過構建控制中心來完成，對遠程范圍內的各類構件起到調節作用，開發板處于核心地位，利用擴展板和核心板的銜接作用，使整個監控系統更加完善。

二、系統硬件設計

在4G智能家居遠程網絡監控系統的硬件應用中，主要包括感溫器、4G無線通信模塊、照明控制、SEC2440 ARM開發板、門窗控制、監控攝像頭等。在整個系統中，SEC2440 ARM開發板處于中央控制的位置，主要負責采集和處理信息，對所有模塊進行控制并進行協調，核心板加擴展板是整個SEC2440 ARM開發板使用的結構。利用門窗控制模塊，通過互聯網，用戶可以對室內的門窗開關進行控制，一旦有陌生人通過門窗進入室內，系統會立刻發警報信號。利用照明控制模塊，只需連接互聯網，用戶就可以對室內照明設備系統的開關進行控制。溫度檢測模塊其主要任務就是對家電的溫度進行監測，電器溫度一旦達到55℃，該系統就會自動發出警報。這主要是由達拉斯公司生產的DS 18B20溫度傳感器來完成的，這種傳感器在遠距離傳輸、溫度準度測試、LED分辨率方面效果比較突出。SIM7250無線通訊模塊是在4G-LTE網絡無線數據傳輸塊的基礎上產生的，生產公司是Simcom公司。在其內部有系統的TCP/IP協議。在SIM725中，有一個具有四個引腳的有USIM卡接口，SIM卡的工作電源SIM—RST是由電壓VCC提供的，其可以實現SIM卡的復位。而SIM卡的工作時鐘則依據SIM—CLK而設置。

三、系統軟件設計

第一，在4G智能家具遠程網絡監控系統的軟件中，主要有驅動程序、Socket通信模塊、應用程序和Linux內核組成。通信模塊與所有功能模塊之間存在著交互的關系，在Linux內核層的子模塊中，包括應用層和通信模塊層，通過硬件設備的驅動程序，Linux系統能夠對硬件工作進行控制。第二，在個人電話與ARM開發板的無線通信設計系統中，主要是在TCP/IP協議的流式Socket通信中建立起來的，需要進行相關的連接工作。利用socket能夠完成雙工通信的建立，對于服務器和應用程序的數據能夠進行接收。在Bd（）中，名字中就包含一定的套接字，與指定本地半有一定的聯系。Monitor（）針對的是連接服務器的調用，代表著能夠開展連接工作。Adopt（）與服務器有連接的作用，請求指令一旦送達，Adopt（）就會把請求的套接字長度和地址放入到Mlr和addr中，以此來實現對新套接字的建立。Send（）能夠將發送的總字節數進行返回，recv（）能夠對連接的數據報或者流套字節上接收的輸入數據進行調用。closesocket能夠將套接字關閉，并能將該套接字的資源進行釋放和分配處理。第三，對于室溫的確定，主要是通過室內溫度模塊的濕度或溫度傳感器來實現的，利用4G模塊的溫度數據傳輸到服務器之中。在硬件的初始化驅動中，應當首先對RTC的時間進行設置，之后對感應器的端口號級IP地址進行設置，將服務器連接起來，這樣就可以通過感應器，來獲得溫度的相關數據。家用電器的模塊對于所有類型的家用電器的溫度值都能夠予以顯示，對各個設備的溫度都能夠進行控制。該模塊能夠對移動終端輸入的信息指令進行讀取，將control.txt文件打開，然后通過數據端將數據寫進去，將control.txt文件進行關閉，這樣就完成了對家電溫度控制板塊的設計工作。第四，在視頻模塊軟件的設計工作中，視頻模塊主要包括對圖像的捕獲、傳輸以及輸出工作。攝像頭的像素為800*600。視頻模塊中的視頻驅動和video of Linux內核中的數據圖像，主要是利用TCP/IP協議的socket套接字來進行發送的。

四、遠程監控的實現

遠程監控的實現，主要是利用QT軟件來進行圖形界面的制作，在ARM板上將圖形界面進行移植。該控制界面主要由四個部分組成，即視頻控制、家電控制、室溫控制以及照明控制。在照明控制見面中，包含著三個LCD燈。指令通過ARM串口進行傳輸，在通過4G無線網絡通信到達單片機端，再對發光二極管進行控制工作的開展。在溫度模塊中，客戶端上的測試溫度是利用傳感器進行傳遞的，之后利用客戶端傳遞到ARM終端，這樣在控制界面上就會形成一個圖形，對相關溫度的變化進行顯示。在視頻模塊中，微處理器端接收的圖像主要是通過對特定區域的監控定時發送到串口終端的。在家居系統的硬件平臺設計中，SEC2440開發板處于控制核心的地位，實現了步進機、二極管及DS18B20傳感器驅動程序的編寫，使4G無線網與各個模塊、移動中端ARM板、ARM和單片機之間的通信變成了現實，利用TCP協議和socket編程，將于所有模塊之間的通信變為現實，依據4G無線網絡，將數字家具的遠程網絡監控主要框架基本完成。對系統硬件的控制工作，主要是通過QT軟件的繪制界面來實現。

結語：

4G網絡與智能家居之間的結合是未來家居生活的重要趨勢，也是提高群眾居住生活感受的重要技術。4G智能家居遠程網絡監控系統的優化真正讓人們的生活品質得以改善，讓人們的生活更加舒適、便捷。

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