基于物聯網的智能家居安防監控系統設計

肖娜

摘? 要： 隨著信息技術的發展，智能化家居安防系統逐漸進入人們日常生活中，構建智能家居安防系統將有效防止偷盜、火災等災害對人們生命財 產造成威脅。文章基于物聯網技術構建一套適用的智能家居安防系統，以此達到減少偷盜、火災等情況對家庭經濟、生命財產的損失。通過對該系統的 設計，以期提高家居安全，實現家庭安防智能化、遠程化。

關鍵詞： 物聯網;智能家居;安防系統

引言：物聯網（ Internet of Things， IoT ）即物與物的互聯[1] ，它采用 計算機技術、無線傳感器技術、? RFID，無線射頻識別技術等，以互聯網為基 礎，實現人與物、物與物的“交流”。將物聯網技術應用于智能家居安防 監測，其目的是將家庭中的電器和生活設施連接在一起，實現視頻監控、 智能防盜、智能照明、智能電器控制、智能門窗控制、智能影音系統控制 等功能。用戶可以通過計算機、平板電腦、智能手機等實現遠程實時控制 家中的燈光、窗簾、電器等。物聯網技術的應用，將使人們的生活變得更 加舒適、智能，為人們提供了更安全、更便捷的家居生活體驗。

1 物聯網智能家居安防監控系統的應用意義

當下，人們的生活節奏越來越快，工作與市場方面的競爭越來越激 烈，人們將大量的精力投入到緊張的工作與學習中，無法抽出更多的時間 與精力去打理生活中瑣碎事宜，而家是人們的大后方，是溫馨的港灣，一 個好的家居環境，恰當的燈光，合適的溫度、濕度，能夠自動化控制的窗 簾，人工模擬大自然的環境，能撫慰勞累的身心，讓人放松身心并得到調 整，而煙感器、燃氣泄漏監測器、智能門禁系統、視頻監控系統等能夠很 好的保障家居安全，即使無人在家時依然可以通過手機或是其他智能設備 查看家居環境中的狀況以及各電器設備的運行狀況，能夠有效提高異常情 況的處理速度，以避免進一步的損失，不僅能夠有效節約時間和精力，而 且能夠帶給人們更好的安全感。所以說，智能家居安防系統正是因應快節 奏都市生活情況下人們對安全、便捷、舒適家居氛圍的需要。物聯網技術 作為先進的生產力與智能家居安防理念相互融合，以人體工程學原理為依 托，再結合當下人們的個化化需求。通過將各種傳感以及感應設備嵌入智 能家居的子系統中，通過網絡的連接與傳輸，對家居設備進行監測與管 理，從而更好的實現以人為本的全新家居生活體驗，使人們能夠全身心地 投入工作，從而更好的提高工作效率與生活質量。

2 基于物聯網技術的智能家居安防系統設計分析

2.1? 煙霧檢測模塊

目前智能家居安防系統中采用的煙霧傳感器是MQ-2，其性能高、價 格低，能隨氣體濃度的變化而改變氣體傳感器的電導率。? MQ-2煙霧傳感 器能檢測到大多數的易燃氣體，并能通過電路與控制系統有效記錄氣體濃 度。? U1A計算器根據閾值設置電位計RP值和煙霧濃度，并發出模擬和數字 報警信號。其主要是通過VCC傳感器利用信號線路進入QM-N10進行分析 [2]，從而精心判斷，然后依據儲存的數據進行再分析，確定煙霧達到一定 閾值之后傳遞給控制中心，控制中心依據數據發出預警。當室內煙霧濃度 達到一定數值時，煙霧預警器就會響起，直到煙霧降低為止;或者當煙霧 上升到峰值的時候，控制中心將直接進行報警，降低了家里無人造成更大 財產損失的可能性。

2.2? RFID 門禁模塊

RFID射頻識別系統是一種非接觸式自動識別系統，由電子標簽、讀寫 器和計算機網絡構成，它通過射頻無線信號自動識別目標對象，并獲取相 關數據。? RFID 射頻識別系統以電子標簽標識物體，門禁系統采用 RFID 讀 寫器對電子標簽進行識別，若電子標簽與設定值匹配，則視為匹配成功，? 打開門鎖;若不能正確匹配，則門鎖狀態不變。紅外檢測自動開門功能 利用紅外避障傳感器檢測有無人員到來，將數據上傳 Arduino，控制門的 開關。紅外避障傳感器主要由紅外發射器、紅外接收器和電位器組成。根 據物體的反射特性，若無障礙物，發射的紅外線會隨著其傳播距離而減弱 并消失;如果有障礙物，當遇到障礙物時，射線被反射并被紅外接收器接 收，觸發信號改變。

2.3? 火焰檢測模塊

紅外線接收器將火焰的亮度轉換成電信號，在60°角度范圍內有高低 變化。當信號傳送到控制單元后，經過LM393比較器與安全值比較之后，確定火焰強度，然后控制中心與處理單元依據結果作出反應。當室內出現 明火時，在傳感器預感范圍內，并且達到一定閾值的時候，將連通消防噴 水器，對其進行滅火處理，并發出警報聲，提醒用戶逃離或者進行火災救 助。但是，當火勢得不到控制時，火警檢測模塊將通過無線數據傳輸到控 制中心，控制中心將依據儲存數據進行報警處理，這樣極大保障了火災出 現時能及時聯系消防隊伍進行救助，保障用戶生命財產安全。

2.4? 人體檢測模塊程序設計

在啟動安防系統狀態下，通電約1min的初始化時間，調用延時抗干擾 程序，之后進入安全監控掃描。因為系統采用可重復觸發方式，所以當單 片機 P1.5口掃描到高電平時，報警燈亮觸發蜂鳴器報警并顯示，之后延時 大約3s，短信模塊檢測到短信控制命令，進行遠程報警。

2.5? 溫濕度檢測及調溫模塊

溫濕度檢測電路的核心是 DHT11數字溫濕度傳感器。? DHT11數字溫濕 度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專 用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，具有極高的可靠性與卓越的長 期穩定性。其由一個電阻式感濕元件和一個 NTC 測溫元件構成，可同時測 量采集溫度數據和空氣濕度數據，向處理器輸出數字信息[3]。在通過傳感 器采集數據后，經過信號處理，將溫濕度信息顯示在顯示屏上。本系統還 配備有自動降溫裝置，當溫度高于設定值時，自動開啟電風扇進行降溫，? 并隨溫度的高低調節風扇轉速，系統能實時監測室內溫濕度并在溫度高于 26℃時啟動電風扇降溫。當溫度高于26℃時，風扇為低風速;當溫度高于 28℃時，風扇提速為中風速;當溫度高于30℃時為高風速，風扇滿功率運 行降溫。

3 系統調試

系統工作中有布防模式和撤防模式兩種，兩個模式主要是為防止用戶 在家的情況下誤觸發警報。打開電源給系統供電，當家中沒人的狀況下按 下布控按鈕，整個系統進入延時掃描狀態，實時檢測各傳感器的信號。當 室內有人入侵時，人體紅外感應傳感器的紅外探頭檢測到信號，輸出高電 平，由于采用的是可重復觸發方式，只有當人體離開時才會從高電平變為 低電平，? 此時報警系統工作，? 蜂鳴器響起。大約3s之后，? SIM900A 模塊檢 測到單片機的短信控制指令后，立即向用戶發送“室內有人”的短信息，? 告知家里有人入侵。同樣的，當家中出現火災時，煙霧傳感器和火焰傳 感器采集到信號，與預先設定好的煙霧濃度值和光敏值作比較，高于設定 值之后，? 此時觸發報警系統，? 蜂鳴器響起，? 大約3s之后，? SIM900A 模塊檢 測到短信控制指令之后，向用戶發送“煙霧警報”和“火災警報”的短信 息，告知家里發生火災。

結束語：隨著信息化時代的全面來臨，智能家居以其舒適性、便捷 性、個性化、智能化等優勢迎來新的發展機遇，智能家居已經成為現代生 活的應用趨勢。隨著智能家居的應用普遍化，人們對家居安全提出了更高要求，智能家居安防系統成為智能家居系統的重要組成部分。

參考文獻：

[1]陳偉雄 .智能家居的物聯網技術及其應用研究[J].科技創新與應用，2020， 10（19）：164-165.

[2]王飛.物聯網技術在智能家居系統中的應用分析[J].信息通信，2020，32（1）： 148-150.

[3]孫全寶.基于語音識別的智能家居系統設計[J].物聯網技術，2020，10（7）：105-106.