智能家居需求分析
系统方案
4、 USB 摄像头主要功能:负责视频数据的采集; 我们只需要利用openCV视频开发包读取usb数据线中的数据。 5、所有的监视信息通过有线网络系统传输到小区的服务器中,从 而实现对危及人民生命和财产安全如火灾、煤气泄漏、外人非 法入侵等情况需要有效的监视。
功能介绍
程序分客户端和服务器端 客户端主要完成功能 (1) 、从连接扩展板的串口按格式读取和发送数据 (2) 、从连接到GSM的串口按格式(AT信令)读取和发送短信数据 (3) 、将监视信息通过有线网卡发送到服务器端(网络编程) (4) 、利用openCV视频开发包读取usb数据线中的数据
软件操作
具体控制方法:上述控制命令必须 GSM 模块连通的情况下才能控 制: (1)、控制开关命令:用户可以发送控制开关的命令短信(如控 制电源:开命令:ctrlpoweron,关命令:trlpoweroff)去控制 相应的家用设备以及传感器。(电源、煤气、空调、灯光)。 (2)、远程获知家中设备开关状态:用户通过手机发送“read” 命令短信到家中的GSM 模块中可以获知家中设备开关的状态。 (3)、自动报警:如果传感器报警打开的情况下,当家中出现异 常(如煤气、烟雾、红外等传感器报警)(系统中可以使用按钮 代替报警测试),GSM 模块自动以短信的形式发送到用户手机上, 如果用户在1 分钟内没有回复“know”短信,GSM 模块将继续以 每分钟发送短信到用户手机中,直到GSM 模块收到用户发送的 “know”短信。 (4)、自动报警回复:当 GSM 收到用户发送的“know”短信,自 动定时报警都停止。
服务器端主要完成功能: (1)、接收来自客户端的监视数据并显示
系统实物图
系统界面图-客户端
本系统由以Liod 开发板为用户端,与一台置于小区安全中心的基于 PC 的服务端组成,通过无线网络实现视频、传感器等信息采集 后的传输,并使用GSM 实现与用户手机通讯的功能。 用户端界面如图 2-1-1 所示,用户可在此界面使设置、控制各项功 能,包括输入手机号码、输入短信内容、启用或关闭GSM、局 域网、摄像头、传感器、控制家电等 在家电设备控制区域。当家电控制按钮图标为 表示相应设备已经 开启, 为表示设备关闭状态,在相应短消息命令发送后,家电 控制按钮的状态图标会相应改变。在传感器控制区域。当传感器 状态图标由 变成 表示该传感器监测到异常事件发生并发出 警告的消息。当传感器控制按钮图标为 时,表示传感器使能, 而当变控制按钮图标变为 时,表示禁止传感器工作,所有控 制可通过Liod 平台界面对设备进行控制。
智能家居需求分析
系统方案
智能家居安全监控系统是Liod ARM 开发平台、系统扩展板、GSM 模块、USB 摄像头、有线网络等接口设备组成,其中: 1、 Liod ARM开发板为系统核心,主要完成如下功能: (1)、通过设备(usb摄像头)进行视频数据采集(openCV) (2)、通过有线网卡进行视频数据传输(网络编程) (3)、通过串口与GSM MODEL相连从面实现:接收并解析短消息, 以及进行相应的处理。(串口通信、AT信令实现) (4)、以及对系统扩展板进行控制;(串口通信)
操作系统的构建和移植可参考相关技术文档(注:在移植操作系统 时必须保证启用Linux USB、蓝牙串口)。
OpenCV 的函数体系-更多内容看资料
OpenCV 中每个函数的命名都以“cv”开始,然后是该函数的行为 及目标。例如用来创建图像的函数“cvCreateImage”,载入图 像的函数“cvLoadImage”。其中所有的函数都由于其在实际应 用中所实现的不同的功能而分属不同的类型,主要的函数类型有: (1)基本的图像处理与分析函数:这个类型的函数主要用于实现 一些基本的图像处理与分析功能,例如图像平滑函数cvSmooth, Sobel 算子cvSobel,Canny 边缘分割函数cvCanny 等。 (2)结构分析函数:包括有轮廓处理函数,几何学函数以及平面 细分函数。 (3)运动分析与目标跟踪函数:包括有用于运动分析与目标跟踪 的函数,例如背景重建函数cvAcc,用光流法或动态轮廓模型来 实现目标跟踪的函数cvCalcOpticalFlowBM 和cvSnakeImage 以 及卡尔曼滤波函数CvKalman等。 (4)摄像机标定和3D 重建函数:包括有用于摄像机标定,姿态估 计以及从两个摄像机进行3D 相似重构的函数。 (5)GUI 与视频处理函数:包括有高级图形用户接口highGUI 用 以实现对图像的载入、显示及保存等基本操作以及用以实现视频 输入输出及处理的函数,根据上述的函数体系,程序开发者可以 根据自己所开发应用程序所要实现的功能来方便地选择所需的库 函数,从而大大减少开发时间和精力,缩短程序开发的周期。
项目计划
项目计划(包括周末时间及假期): Day1: 可行性分析,项目计划书 Day2: 需求规格说明 Day3—Day6: 概要设计 Day7—Day16:详细设计 Day17—Day20: 测试及结论 Day21—Day从终端设备或数据终端设备向终端适配器或数据电路终 端设备发送的。通过TA,终端设备发送AT指令来控制移动台的 功能,与GSM 网络业务进行交互。用户可以通过AT指令进行呼 叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。
AT 指令-更多内容看资料
短消息的收发主要利用GSM 规范的AT 指令集,系统中用到AT 指 令的介绍。(有关AT指令请参考GSM07.05,或者西门子MC35I 的AT 手册,西门子手册感觉还是很不错的) AT 指令 功能 AT+CMGD 删除SIM 卡内存的短消息 AT+CMGF 选择短消息信息格式:0-PDU;1-文本 AT+CMGL 列出SIM 卡中的短消息PDU/text: 0/“REC UNREAD”未读,1/“REC READ”-已读,2/“STO UNSENT”-待 发,3/“STO SENT”-已发,4/“ALL”-全部的) AT+CMGR 读短消息 AT+CMGS 发送短消息 AT+CNMI 显示新收到的短消息 AT+CSMP 设置短消息文本模式参数 ATE0 GSM 模块复位指令 AT+CNMI 设置回显 本系统主要利用短消息来控制家用电器设备的开关、传感器工作使 能以及工作状态;
系统操作步骤
一、连接硬件及网络线路连接 二、程序设置及启动 (1)、设置接收短信的手机号及相应地区相应运营商的短信服务中心 号码,再启动GSM服务 (2)、网络配置:本系统可以通过无线或有线网络实现Client/Server 的数据传输,客户端和服务器端的IP 地址必须在同一网段。再启 动Net服务 (3)、通信口的配置:串口2(蓝牙串口,5 芯)与GSM 模块相连, 串口3(红外串口,3芯)与扩展板相连(波特率为9600) (4)、程序运行:在PC 平台的Linux 操作系统运行服务端程序 (server);在Liod 开发平台运行客户端程序(client);
系统方案
2、扩展板电路主要负责 (1)、传感器数据的采集 (2)、家用电器开关的控制、接收和处理来自Liod开发平台的控制信 息 (3)、将传感器报警信息、家用电器开关状态信息反馈给Liod平台; 以上功能扩展板已经实现,对于我们只需要会从连接扩展板的串口 按格式读取和发送数据
3、GSM 模块负责功能如下: (1)、短消息的接收(接收户主手机发送的控制短信) (2)、短消息的发送(将报警短信发送到户主手机) 短消息的接收,发送都已由GSM MODEL实现,我们只需要从连接 到GSM的串口按格式(AT信令)读取和发送短信数据
客户端界面
服务器端
在小区服务端可以监视用户家中家电、传感器、现场视频信息等功 能。其中家电设备监视区的按钮图标为 表示设备已经开启, 为 表示设备关闭状态。客户端的家电状态发生任何改变,小 区服务端的监视区将相应改变。 • 在传感器报警监视区。当图标由 变成 时,表示该用户家的 传感器处于警报状态; • 当图标为 时,表示该传感器处于工作状态,当变图标变为 时,表示禁止传感器工作。在小区服务器监视界面中,所有显示 信息只能读取,不可控制。
服务器端界面
系统平台构建
系统平台构建由三部分组成 1、本系统在liod开发平台的Linux 操作系统下完成, 2、采用嵌入式Qt 作为软件开发平台,以嵌入式Qtopia-1.7.0 作为 用户平台界面 3、视频监控采用Intel 开源的计算机视觉类库OpenCV( Intel® Open Source Computer Vision Library)中相关视频处理函数
软件操作
GSM 控制命令: 电源控制命令―――ctrlpoweron ―――ctrlpoweroff 煤气控制命令―――ctrlgasswitchon ―――ctrlgasswitchoff 空调控制命令―――ctrlairconditionon ―――ctrlairconditionoff 灯光控制命令―――ctrllighton ―――ctrllightoff 传感器控制命令: 红外控制―――ctrlirdaon ―――ctrlirdaoff 煤气控制―――ctrlgason ―――ctrlgasoff 烟雾控制―――ctrlsmokeon ―――ctrlsmokeoff 状态读取命令:read 确认报警命令: know 具体控制方法:上述控制命令必须 GSM 模块连通的情况 下才能控制: