智能家居远程监控系统的研发
摘要随着社会的快速发展，人们的生活方式发生了巨大的变化。

但是人类的居家方式却没有得到很好的发展，人们迫切希望可以使用先进的技术来改善当今的居家方式，如何有效地打造一个符合人们心目中期待的智能家居系统，并且有效地将家居设备与外部通信于一体已成为当下的新型住房的一个研究热点。

基于这一问题，我们选择了研究智能家居的远程监控系统作为研究方向。

關键词智能家居；远程监控；网络管理
1 前言
工业化的不断推进和信息化的不断发展，给人们的生活带来了很大的变化，但是在国内，智能家居起步较晚。

然而政府对此高度重视，使得人们对智能家居却非常憧憬。

目前，国内的一些家电巨头，也开始进入智能化的家居市场。

部分企业推出了各自的家居系统产品，例如小米的智能家庭，清华同方的“e-home数字家园”、永乐家电以及瑞郎、索博等厂家的体验中心，都同样成立了专业的智能楼宇化公司，加快了智能家居的发展。

基于上述背景下提出的创新的设计理念，采用PXA270作为控制器和Siemens公司的GPS模块MC391组成的系统取代了传统的无线传感器，使网络具有非常显著的优点，我们还采用了ARM芯片的强大的片内和片外的资源，将系统的架构简化，通过植入嵌入式Linux系统，利用丰富的协议接口，极大地降低了开发难度，并且方便以后升级，具有很强的实用性和推广意义。

硬件设计是基于SAMSUNG的S3C2440的网关服务器，在此基础上通过外接GPRS模块和internet网线实现与外界的信息交互；家庭内部Zigbee协调器节点通过RS232串口与网关服务器相连接，实现网关服务器和各Zigbee终端节点的信息交互[1]。

2 项目设计
根据课题预定的目标，在本设计中，主控制板选用的是SAMSUNG公司的16/32位S3C2440A微处理器，它采用ARM920T的核，主频为400MHz。

其最小系统由2M Nor Flash、2片32M bytesSDRAM、2片128MbytesNand Flash、电源调节芯片和复位芯片组成。

同时S3C2440具有丰富的外围设备资源：具有4路A/D（模数转换）转换通道、1个RS232串口、2个TTL串口、一个自适应10/100M网络的DM9000网卡接口芯片、1个标准SD卡座以及外接一个3.5寸的LCD屏。

外扩接口方面包括1个34 pin GPIO接口、1个40 pin系统总线接口[2]。

2.1 Zigbee模块电路设计
Zigbee模块在系统中主要负责家庭内部无线网络的建立，传送用户发送的控制命令和上传节点设备采集的数据。

Zigbee模块是TI公司生产的CC2530芯片。

CC2530可以在多种模式下进行工作，符合系统的低功耗工作要求。

CC2530芯片的片上外围设备资源丰富，本设计中采用的是CC2530G56芯片（如图3所示），具有256KB的闪存，使用Z-Stack2007协议栈作为Zigbee网络的开发平台。

系统工作时，协调器节点通过串口与ARM控制器相连，除一个终端节点通过串口与门禁系统的射频模块相连接外，其他节点都通过通用I/O 口进行连接。

2.2 功能模块电路设计
功能模块电路的设计包括火灾报警模块、安防模块、灯光控制模块、窗帘模块、空调模块和门禁模块。

当外界环境发生变化时，这些功能模块电路中的传感器设备能够感应外界的变化，并把所采集的数据通过Sgbee节点传回到主控制端，控制端接收这些信号后，通过分析处理来控制相关的模块进行工作[3]。

4 结束语
本设计是以基于核心控制器ARM9-S3C2440A为平台，设计其最小系统并完成各功能子模块电路设计和PCB；以ZigBee无线组网技术与WiFi无线网络传输技术作为系统设备的内部通信方式，并添加通信模块，以实现智能家居系统在发生危险情况时，通过网络以短信的形式来通知户主。

经过各方面研究与测试，本设计的优势如下：
（1）设备精小，移动办公。

项目研发的产品精小使用，可以基于网络移动监控。

（2）检测各类家居，实现多种家居共同监测的功能。

（3）方便实用，易于推广。

参考文献
[1] 周洪，胡文山，张立明.智能家居控制系统[M].北京：中国电力出版社，2006：59-66.
[2] 向忠宏.智能家居[M].北京：人民邮电出版社，2002：26-29.
[3] 顾牧君.智能家居设计与施工[M].上海：同济大学出版社，2004：112-113.
唐权瑞，衢州学院2014级电气工程及其自动化本科学生；指导教师：陈佳泉。