智能家居安防系统设计
本文主要根据课题的研究背景,阐述了基于嵌入式的智能家居安防系统的优缺点。通过两个月的努力，基本达到本课题要求实现的功能。本系统使用WiFi模块，实现上位机和网关之间的无线网络通信，解决串口通信线缆长度、布线复杂等问题。上位机监控系统可以事故检测出位置，并通过可视化的界面显示出来。上位机还提供了网络设置、数据记录、查询、打印等一系列功能，基本满足投入实际使用的要求。不足之处是由于不同的室内环境，NRF24L01信号强度的衰减不同，会造成一定的误差。关键词 网络，家庭安防，环境监测，WIFI网络
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状及趋势 1
1.3 研究目标及内容 2
2 系统总体设计 2
2.1 系统原理图 2
2.2 需求分析 3
2.3 实施方案 3
2.4 系统流程 4
3 下位机设计 5
3.1 主控模块设计 5
3.2 数据采集模块设计 5
3.3 NRF24L01无线传输接受模块（网关设计） 9
3.4 WiFi传输模块（数据通信实现） 10
4 上位机监控系统设计 12
4.1 上位机监控系统主要功能 12
4.2 上位机界面的设计 13
4.3 主要控件及功能实现 15
4.4 数据库设计与实现 16
5 系统调试 19
5.1 WiFi无线收发调试 19
5.2 系统联调 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 硬件电路 24
附录B 主程序 26
1 引言
1.1 研究背景
根据专家的推测，中国未来几年在智能家具行业市场的规模会不断呈现告诉增长的趋势，到2021年，有可能突破2600亿元，所以以后智能家具的发展会如何是目前很多业内人士研究的方向。随着科技的发展，物联网与互联网技术的进步与智能家居市场的细分化、 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
产品的丰富化为智能家居产品普及打下了基础，2017年，智能家居产品的销售成绩必将取得更大的发展。未来几年中，技术越来越完善的智能家居产品将继续推动智能家居市场不断上涨，但一个新的趋势将出现：智能家居产品将开始向经常性服务转型[1]。
1.2 国内外发展现状及趋势
1984年，在美国出现世界上第一幢智能建筑以来，美国，欧洲，澳大利亚，加拿大和东南亚等经济比较发达的国家和地区先后提出了各种各样的智能家居解决方案。只能家具在美国，德国，新加坡和日本等国家和地区都得到了广泛的应用。美国政府与以IBM等大型IT公司为代表的高科技产业公司，投资4000亿美元，目标是全国500个小区和9000万个家庭，为他们提供全面的小区和家庭的安全防护和信息服务。
而我国将住宅小区智能化定义为：利用4C（计算机，通讯与网络，自控，IC卡）技术，通过有效的传输网络，将多元信息服务与管理，物业管理与安防，住宅智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家具环境。
经过十几年的发展，我国企业的智能家居控制技术的研究得到了较大发展，潜在的智能家居市场得到挖掘，国内大部分家电龙头企业如海尔，创维，TCL等都已经完场了其智能家居产业的布局，较早进入该领域的一些企业基本都推出了各自的产品，如清华同方推出的“e.home数字家园”系统已经实施了部分应用。随着智能家居消费市场的进一步成熟，从研发，推出到最后的使用整个产业得以实现，智能家居产品也将被价格更低廉，使用更人性，功能更完善的个性化产品所代替。
绿色、环保、生态是21世纪科技发展的核心理念，智能家居自然也遵循这个理念。传统的家具模式不再合适快速发展的现代生活，所以，如何在传统家具美观舒适的前提下加入智能，高效，环保等概念，促使家庭的生活环境向更好的方向发展，是当下所以家具发展商需要研究与发展的[2]。
1.3 研究目标及内容
本文主要研究分析了智能家居安防系统的功能，从上位机和下位机两个方面进行了详细的叙述，不仅介绍了上位机当中监控报警的功能，还详细地叙述了下位机当中的主要传感装置，有烟雾报警器，红外报警器和温湿度显示器。同时设计了具体的WIFI网络来进行上下位机之间的通讯操作[3]。
2 系统总体设计
本章主要介绍系统的需求分析，实施方案和工作流程。根据系统需求分析，确定系统的实施方案。
2.1 系统原理图
环境监测系统涉及到多个对象的通信，系统由两个通信网络组成，一个是自组织的NRF24L01网络，其主要是实现终端节点以及网关的通信。第二个网络是普通无线网，是由网关建立的一个WIFI，能实现网关与上位机之间的通信。系统的工作原理图如图2.1所示。
图2.1 系统原理图
2.2 需求分析
本设计在开始实施之前，先到相关的小区内一些住户进行了调研，并于户主进行了交流。了解到一些家庭户主因为工作比较繁忙，家中的老人小孩无人照顾，常常会因为煤气没关，导致泄漏。这时需要一套能够分析房间安全环境.的监测系统。帮助解决以上的问题。根据员工反映的问题及对系统提出的建议，系统要实现以下相关功能。
能够具有监控功能，能够时刻观察住户的生活动态；
具有数据采集和相关算法研究技术，压缩无线网络中通信数据量，降低安防系统误报率，同时也降低系统功耗；
居家环境监测终端能够和区物业间数据的双向交互；
整个系统操作简单，方便管理人员操作。
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状及趋势 1
1.3 研究目标及内容 2
2 系统总体设计 2
2.1 系统原理图 2
2.2 需求分析 3
2.3 实施方案 3
2.4 系统流程 4
3 下位机设计 5
3.1 主控模块设计 5
3.2 数据采集模块设计 5
3.3 NRF24L01无线传输接受模块（网关设计） 9
3.4 WiFi传输模块（数据通信实现） 10
4 上位机监控系统设计 12
4.1 上位机监控系统主要功能 12
4.2 上位机界面的设计 13
4.3 主要控件及功能实现 15
4.4 数据库设计与实现 16
5 系统调试 19
5.1 WiFi无线收发调试 19
5.2 系统联调 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 硬件电路 24
附录B 主程序 26
1 引言
1.1 研究背景
根据专家的推测，中国未来几年在智能家具行业市场的规模会不断呈现告诉增长的趋势，到2021年，有可能突破2600亿元，所以以后智能家具的发展会如何是目前很多业内人士研究的方向。随着科技的发展，物联网与互联网技术的进步与智能家居市场的细分化、 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
产品的丰富化为智能家居产品普及打下了基础，2017年，智能家居产品的销售成绩必将取得更大的发展。未来几年中，技术越来越完善的智能家居产品将继续推动智能家居市场不断上涨，但一个新的趋势将出现：智能家居产品将开始向经常性服务转型[1]。
1.2 国内外发展现状及趋势
1984年，在美国出现世界上第一幢智能建筑以来，美国，欧洲，澳大利亚，加拿大和东南亚等经济比较发达的国家和地区先后提出了各种各样的智能家居解决方案。只能家具在美国，德国，新加坡和日本等国家和地区都得到了广泛的应用。美国政府与以IBM等大型IT公司为代表的高科技产业公司，投资4000亿美元，目标是全国500个小区和9000万个家庭，为他们提供全面的小区和家庭的安全防护和信息服务。
而我国将住宅小区智能化定义为：利用4C（计算机，通讯与网络，自控，IC卡）技术，通过有效的传输网络，将多元信息服务与管理，物业管理与安防，住宅智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家具环境。
经过十几年的发展，我国企业的智能家居控制技术的研究得到了较大发展，潜在的智能家居市场得到挖掘，国内大部分家电龙头企业如海尔，创维，TCL等都已经完场了其智能家居产业的布局，较早进入该领域的一些企业基本都推出了各自的产品，如清华同方推出的“e.home数字家园”系统已经实施了部分应用。随着智能家居消费市场的进一步成熟，从研发，推出到最后的使用整个产业得以实现，智能家居产品也将被价格更低廉，使用更人性，功能更完善的个性化产品所代替。
绿色、环保、生态是21世纪科技发展的核心理念，智能家居自然也遵循这个理念。传统的家具模式不再合适快速发展的现代生活，所以，如何在传统家具美观舒适的前提下加入智能，高效，环保等概念，促使家庭的生活环境向更好的方向发展，是当下所以家具发展商需要研究与发展的[2]。
1.3 研究目标及内容
本文主要研究分析了智能家居安防系统的功能，从上位机和下位机两个方面进行了详细的叙述，不仅介绍了上位机当中监控报警的功能，还详细地叙述了下位机当中的主要传感装置，有烟雾报警器，红外报警器和温湿度显示器。同时设计了具体的WIFI网络来进行上下位机之间的通讯操作[3]。
2 系统总体设计
本章主要介绍系统的需求分析，实施方案和工作流程。根据系统需求分析，确定系统的实施方案。
2.1 系统原理图
环境监测系统涉及到多个对象的通信，系统由两个通信网络组成，一个是自组织的NRF24L01网络，其主要是实现终端节点以及网关的通信。第二个网络是普通无线网，是由网关建立的一个WIFI，能实现网关与上位机之间的通信。系统的工作原理图如图2.1所示。
图2.1 系统原理图
2.2 需求分析
本设计在开始实施之前，先到相关的小区内一些住户进行了调研，并于户主进行了交流。了解到一些家庭户主因为工作比较繁忙，家中的老人小孩无人照顾，常常会因为煤气没关，导致泄漏。这时需要一套能够分析房间安全环境.的监测系统。帮助解决以上的问题。根据员工反映的问题及对系统提出的建议，系统要实现以下相关功能。
能够具有监控功能，能够时刻观察住户的生活动态；
具有数据采集和相关算法研究技术，压缩无线网络中通信数据量，降低安防系统误报率，同时也降低系统功耗；
居家环境监测终端能够和区物业间数据的双向交互；
整个系统操作简单，方便管理人员操作。
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