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融合网联车辆的智能家居协同监控系统

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融合网联车辆的智能家居协同监控系统

发布日期:2018-04-09 作者: 点击:


其时社会处于高速展开时期,人们的生活节奏日益加快,其严峻程度也随之增高。高效运用时刻,使人们可从外归家即可享受到舒适、个性化的家居生活是智能家居需求抵达的首要政策。本文为了有用运用行车时刻,使人们可在驾御过程中快捷有用地对家居进行远程监控,完结人们归家即可无缝享受舒适、个性化的家居生活,将车联网与智能家居相结合,规划融合网联车辆的智能家居协同监控系统,根据车辆与家居的实时情况信息,通过车载终端完结对家居的远程监控。

1 系统总体规划

1.1 网络组成办法

智能家居网络是协同监控系统需求内网和外网将系统内各要害部件联络起来,然后完结信息的传递、交互以及远程监控。

内网是智能家居网关与许多智能家电彼此联而构成的网络。其时,智能家居系统的内网一般分为有线和无线两种。有线内网多采用总线联接和电力线载波的办法完结。由于大都家电均可移动,方位不固定,而且室内布线繁琐,使得设备调试本钱高。故关于含有多智能家电的智能家居系统更适合以无线的办法组成内网,无线网络可掩盖室内空间,家电可根据需求在室内移动[5]。在无线组网选用的通讯技术方面,射频辨认作为技术最简略、本钱最低的无线通讯技术,由于单向通讯、易受烦扰等缺点已逐渐被挑选。现在,智能家电单品多选用WiFi与智能手机通讯,但由于WiFi节点的高本钱和易掉线,故在容纳许多智能家电的智能家居系统中较少运用WiFi通讯。由于ZigBee技术通讯间隔满意掩盖室内空间,本钱、功耗、复杂度均较低,有自组网才干,选用多通道双向通讯,可容纳节点数量大,抗烦扰和中继才干都相对较强,在智能家居系统中得到了广泛运用[6]。综上,本文的智能家居协同监控系统内网选用ZigBee技术组成。

传统的智能家居远程监控系统多选用核算机在固定方位完结对家居的监控,且为了保证信息交互的实时性,外网大多选用Internet网络。而本文以移动的车辆作为监控终端,故选用4G移动通讯完结信息交互。4G移动通讯技术作为新一代移动通讯技术,仍然支撑3G和WLAN多方式通讯,可不依托电缆直接完结信息高速传递,4G通讯的下行速率高达100 Mb/s,20倍于3G通讯的速率,上传速度也可抵达20 Mb/s[7],其通讯功用满意满意本文系统的需求。

1.2 系统构成

本智能家居监控系统由智能家电、智能家居网关、数据处理及效力云后台、智能网联车辆构成,整体架构如图1所示。

融合网联车辆的智能家居协同监控系统

智能家电在传统家电基础上,融合微处理器、传感器技术、网络通讯技术,使其可主动感知室内空间情况、家电本身情况、家电效力情况,且可主动控制及接收用户控制指令。本系统由于选用ZigBee通讯技术建立内网,要求系统内的各智能家电需配备ZigBee通讯模块,然后完结与智能家居网关的信息交互。本系统节点可扩展,可不断接入带有ZigBee通讯功用的智能家电。

智能家居网关是联通表里网的要害。智能家居网关对内与室内全部智能家电节点建立ZigBee通讯联接,对外与数据处理及效力云后台通过互联网联接,完结通讯方式的改换以及表里信息的交互。

数据处理及效力云后台具有数据储存、分析处理、智能抉择方案等功用,通过互联网实时接收智能家居网关发送的智能家电情况信息,选用4G接入技术通过4G移动网络与智能网联车辆完结信息交互,令车辆内用户实时获悉室内家居情况,并可根据用户指令进行智能抉择方案,并对室内家居进行远程控制。

在行车过程中的用户通过智能网联车辆完结对家居的监控,智能网联车辆搭载4G通讯模块、GPS定位模块以及车载终端,用户在车辆中通过车载终端与本系统进行交互,用户可通过触屏令车载终端闪现实时的家居信息,并对系统下达远程控制指令。

2 系统完结方案

2.1 ZigBee通讯模块

本系统选用ZigBee通讯建立内网,完结各智能家电与智能家居网关的信息交互,所以每个智能家电以及智能家居网关都需求配备ZigBee通讯模块。本系统选用共同的ZigBee通讯模块。

ZigBee通讯模块的中心射频芯片为CC2530。该芯片融合了功用优秀的RF收发器,习气2.4 GHz IEEE 802.15.4,接收灵敏度极高,且抗烦扰功用健壮,可编程的输出功率高达4.5 dBm,只需很少的外接元件和一个晶振即可满意网状网络系统的需求;CC2530集成了具有代码预取功用的低功耗8051微控制器内核,具有32/64/128 KB可编程闪存和8 KB的RAM;芯片具有全面的外设,包括5通道DMA、多种定时器、8路输入可配备分辨率的12 bit模仿数字改换器、AES安全协处理器、2个支撑多种串行通讯协议的健壮USART、21个通用I/O引脚等[8]。为了完结ZigBee模块与各个智能家电和智能家居网关间的数据交互,选用电平改换芯片MAX232完结串口联接。

2.2 智能家居网关

智能家居网关是本智能家居协同监控系统联通表里的要害,是室内各智能家电与数据处理及效力云后台联接的桥梁。智能家居网关通过ZigBee通讯模块与室内各智能家电联接,并通过以太网接口与互联网联接,然后完结数据处理及效力云后台与各智能家电的信息交互。

本系统的智能家居网关选用Atmel公司的AT91SAM7X256作为中心处理器,并外接AT86RF230芯片构建以太网接口。图2为常用的面向AT91SAM7X256的以太网接口电路原理图[9]。

融合网联车辆的智能家居协同监控系统

本智能家居网关需求完结多任务调和工作,首要任务如下:

(1)通过以太网联接数据处理及效力途径完结数据交互;

(2)通过ZigBee模块完结与室内各智能家电的数据交互;

(3)通过WiFi与手机互联完结信息交互;

(4)按照必定的战略对室内各智能家电进行主动控制;

(5)储存记载设备动作以及用户操作事情;

(6)答应用户通过HMI对网关进行控制规则、通讯接口等方面的配备,并可查看设备情况。

为了完结许多任务的调和工作,根据μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统开发智能家居网关软件途径,并合理设定各个任务的优先级,尤其是与通讯相关的任务要设定较高的优先级。关于以太网通讯任务,由于其通讯速度最高、传输的数据量最大,数据中可能包括重要的控制指令或安全预警信息,有必要及时处理以防被后续数据掩盖,故以太网通讯任务的优先级最高,其次是ZigBee通讯任务和WiFi通讯任务。

2.3 数据处理及效力云后台

数据处理及效力云后台要求与许多智能家居协同监控系统的智能家居网关和智能网联车辆相关,为许多用户供应多样化、个性化的智能家居协同监控效力。

数据处理及效力云后台的中心是数据库效力器,该效力器一方面接入互联网与智能家居网关进行信息交互,一方面通过4G通讯模块接入4G移动网络,与智能网联车辆进行信息交互。由于拜访云后台的用户许多,所以效力器有必要支撑并行工作机制,可一同处理多事情。

选用VC++开发数据处理软件途径,并使其与Oracle数据库相关。需求完结各网关传输而来的包括视频数据在内的智能家电数据的储存和发送,并建立面向独立智能家电控制和多智能家电协同控制的规则库及算法,在接收到用户需求指令后,完结对智能家居的远程控制和面向用户的智能家居数据传输,云后台也可对储存的智能家居历史数据进行计算分析。

2.4 车载终端

本智能家居协同监控系统首要面向行车过程中的用户,故开发车载终端完结用户对智能家居的远程监控。本车载终端需求与数据处理及效力云后台通过4G移动网络实时联接,并实时接收车载GPS和车辆总线中的数据,选用安卓系统并开发面向安卓的运用软件完本钱系统所需功用,并带有导航定位、安全辅佐、车载文娱、信息效力等车载终端广泛运用功用[10]。车载终端系统结构如图3所示。

融合网联车辆的智能家居协同监控系统

考虑到车载终端的可拓展性,车载终端硬件首要由中心板和底板构成,中心板的中央处理器选用三星开发的适用于智能手机和平板电脑等多媒体设备的运用处理器S5PV210,该处理器选用了ARM Cortex TM-A8内核,主频可达1 GHz,有彻底的外围接口。S5PV210通过各种外围接口与GPS、CAN通讯模块、4G通讯模块联接,完结GPS数据和车辆总线数据的接收以及根据4G的无线数据交互。底板选用ARM7作为中心处理器,将收音机、电源处理等非中心功用由底板处理。中心板与底板间选用串口进行数据交互。

在安卓系统下,开发本系统的智能家居协同监控运用软件,该运用在4G通讯、实时导航信息获取的基础上,开发完本钱智能家居协同监控系统的各项功用,令用户在行车过程中可远程对室内家居完结监控,在抵达目的地时即可当即享受舒适的个性化家居生活。

3 系统功用

本系统以智能网联车辆作为智能家居远程监控终端,不仅可完结常规智能家居系统的各项功用,也具有有移动性、协同性的智能家居监控功用。

系统内接入的智能家电均有其各自的控制战略,用户在车中通过车载终端的运用软件,经由4G移动网络、互联网、ZigBee网络即可对系统内的各智能家电进行控制,并可实时在车载终端上查询各智能家电的情况信息。

在安防方面,用户可通过车载终端实时查看由室内遍地摄像头摄影的视频图像,在打开安防预警系统后,室内设备的烟雾、燃气、漏水、门窗安全相关检测器初步作业,当呈现导致人身和财产损失的各类危险时,当即向用户预警。

为了能在用户抵达家中时无需等候就可享受智能家居效力,本系统根据用户行车过程中的实时导航信息和交通情况,预算用户间隔到家的时刻,并按照用户的个性化要求,实时对室内家电进行控制。关于需求准备必定时刻才干供应效力的家电,如热水器、电饭煲、空调、饮水机等,根据用户的个性化运用需求核算准备时刻,并猜测用户的到家时刻,由系统估计合理的时刻令家电初步作业,并根据用户的动态信息实时调整对各家电的控制战略。关于可当即供应效力的家电,比方电灯、窗布、电视、影音设备等,系统根据用户的方位信息,当辨认出用户即将到家时,主动对此类家电进行控制,然后大大削减用户的等候时刻。

系统也可根据用户以往对智能家电的运用历史数据,计算分析用户的对各家电的运用习气,然后主动通过车载终端问询用户是否按照习气对政策家电进行智能控制,然后简化了用户的操作流程。而且系统可根据用户习气定制个性化的智能家居效力,在征得用户附和后,若用户附和实行该效力方式,则一键即可使多个智能家电协同进入作业情况。例如系统为用户定制家庭影院方式,则一键打开后,系统协同控制影音设备、空调、窗布、电灯等家电,在用户到家时可当即观看电影放松身心。

4 结论

本文面向行车过程中的用户,将车联网与智能家居相结合,提出了一种根据网联车辆的智能家居集成商智能家居协同监控系统,并对系统的架构、完结方案及典型功用进行了说明。提出的系统立异性地引入4G移动通讯,并开发车载终端使智能网联车辆成为智能家居系统的远程监控终端,使车联网和智能家居两大物联网子系统建立起了联络,运用户在长期的行车过程中也可完结对远程智能家居的监控,有用运用了用户的行车时刻,并为用户带来了及时的、全方位的家居生活效力。

在“万物互联”的物联网思想和智慧城市建设的推进下,各个物联网子系统彼此穿插与融合将成为未来的展开趋势,因而本文所提出的系统具有必定的指导意义和实践运用价值。


本文网址:http://www.wanshengsmart.com/news/412.html

关键词:监控系统,智能家居,远程监控

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