【正文】 來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) ， 分析了智能家居的功能需求和 消防 安防系統(tǒng) 具體功能 的 需求 。本文在研究了目前國(guó)內(nèi)外智能家居發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上， 以傳統(tǒng)的三室兩廳兩衛(wèi)戶型為研究對(duì)象 ，提出了智能家居的住宅監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 系統(tǒng)具有聲光報(bào)警功能、故障追憶功能、報(bào)警信息顯示功能等，其中通過(guò)信息存儲(chǔ)讀取和 ucGUI 圖形庫(kù)的移植相結(jié)合的方法使得故障追憶功能得以實(shí)現(xiàn)與為本系統(tǒng)的重點(diǎn)所在。有 鑒于此 ,人們提出了智能家居的概念。智能家居系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向是智能化和網(wǎng)絡(luò)化。隨著人們?nèi)找骊P(guān)注家居環(huán)境 ,人們開(kāi)始考慮在家居環(huán)境中 ,組建一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò) ,將各種信息家電和通信產(chǎn)品等結(jié)合在一起 ,組成一個(gè)有機(jī)成體 ,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行集中管理或遠(yuǎn)程控制與管理 ,并且能實(shí)現(xiàn)信息的交流 ,實(shí)時(shí)地為人們提供當(dāng)前家居環(huán)境的各類信息。消費(fèi)者通過(guò)這些介質(zhì)來(lái)發(fā)送信號(hào)至中央微處理器 ,或接受來(lái)自中央微處理器的信號(hào)。它在預(yù)防和打擊犯罪，維護(hù)社會(huì)治安，預(yù)防災(zāi)害事故，減少國(guó)家、集體財(cái)產(chǎn)和人民生命所受的傷害等方面起到了一般防范手段難以起到的作用。其次，一旦出現(xiàn)了入侵、盜劫等犯罪活動(dòng)，安全技術(shù)防范系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)報(bào)警 。作為智能家居系統(tǒng)的一個(gè)分支 ,對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和獲得當(dāng)前家居環(huán)境的各項(xiàng)重要信息 ,也獲得了 人們?cè)絹?lái)越多的重視。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 國(guó)外在智能家居方面起步較早 ,再加上其微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù) 等較國(guó)內(nèi)都領(lǐng)先很多 ,所以在智能家居系統(tǒng)的理論上 ,以及與之配套的產(chǎn)品 ,尤其是智能家電、信息家電產(chǎn)品的生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)制定上都具有很多優(yōu)勢(shì) ,普及程度和人們的認(rèn) 同度也比較高 自從世界上第 1 幢智能建筑 1984 年在美國(guó)出現(xiàn)后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案 ,并有著廣泛地應(yīng)用 和發(fā)展 。那么達(dá)到一個(gè)什么樣的標(biāo) 準(zhǔn)才可以稱之為智能化家庭呢？智能化家庭與智能大廈概念與定義一樣 至今尚沒(méi)有取得一致的認(rèn)同。美國(guó)、意大利、西班牙等發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)品 ,很大的一部分已經(jīng)通過(guò)國(guó)際質(zhì)量認(rèn)證 ,從而在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是相當(dāng)明顯。 （ 3） HAL 公司的 ALDELUXE 智能家居系統(tǒng) : 它在 PC 機(jī)上集成了家居系統(tǒng)的所有控制 ,包括燈光、空調(diào)、電話、安保系統(tǒng)、家庭影院和互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等。整個(gè)控制系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)設(shè)備及功能的模塊化 ,組建系統(tǒng)非常靈活、易升級(jí)、易擴(kuò)展、性價(jià)比極高。但由于智能化家居缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ,智能化相關(guān)產(chǎn)品不成熟 ,房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商貪大求全 ,盲目追求智能化以及專業(yè)知識(shí)欠缺導(dǎo)致的鑒別能力不足等原因 ,造成部分建成的小區(qū)智能化系統(tǒng)運(yùn)行不正常 ,系統(tǒng)性價(jià)比低下 ,所使用的系統(tǒng)與設(shè)備不符合標(biāo)準(zhǔn)化及開(kāi)放性的要求。 在國(guó)內(nèi)從事生產(chǎn)智能化家居的企業(yè)中 ,由近幾年從安防產(chǎn)品轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的中小企業(yè)占多數(shù) ,國(guó)內(nèi)一些傳統(tǒng)家電業(yè)的巨頭如海爾、創(chuàng)維、 TCL、科龍、海信等也開(kāi)始進(jìn)入智能化家居產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) ,并將嵌入式技術(shù)在智能家居技術(shù)中廠 `泛應(yīng)用 ，而其他公司，像聯(lián)想、 360、小米 等，也都紛紛開(kāi)始了自己關(guān)于智能家居及其相關(guān)的各種智能產(chǎn)品的研究， 相比于大部分做智能家居公司采用國(guó)外的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在我國(guó)尚未形成一定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，這些公司大膽的推出了自己的產(chǎn)品： （ 1） 小米智能家 庭 作為近幾年興起的小米公司，企業(yè)在致力于發(fā)展手機(jī)的同時(shí)，也以手機(jī)為依托走上了智能家居的道路，它的理念 “就是簡(jiǎn)單，迄今為止最便捷的智能家庭 APP ”，其產(chǎn)品：小米智能攝像機(jī)智能插座，電燈，遙控器等。 （ 2） 海爾集團(tuán) :e 家庭 20xx 年 ,海爾提出 e 家庭 ”概念。目前 ,海爾公司己經(jīng)推出了一系列的信息 創(chuàng)新 產(chǎn)品 ,例 ， 智慧家電系列：智能冰箱、智能空調(diào)、智能酒柜、智能烤箱、智能洗衣機(jī)、智能電熱水器、智能燃?xì)鉄崴鳌?“科龍?zhí)斓?”基于 OSGI 規(guī)范的家庭綜合性服務(wù)器技術(shù)以及代理技術(shù)的智能信息服務(wù)控制技術(shù) ,它可以兼容各種家庭網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和各種網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù) 。 ② 遵循 X10 協(xié)議 ,不需要布線 ,主要適用于中檔住宅 。 總的來(lái)說(shuō) ,由于國(guó)內(nèi)智能化家居產(chǎn)品的研發(fā)從 90 年代后期起步 ,在整體水平上顯得參差不齊 ,大部分產(chǎn)品軟件功能較差 ,系統(tǒng)不易維護(hù) ,并且很多廠商對(duì)產(chǎn)品的核心技術(shù)不擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) ,因此開(kāi)發(fā)有自己技術(shù)特色的嵌入式智能家居系統(tǒng) ,顯得尤為重要。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)化 :基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合應(yīng)用 ,包括物業(yè)管理、安防、商務(wù)等。 （ 5） 綠色 :智能化建筑的綠色生態(tài)發(fā)展 ,主要包括節(jié)能、無(wú)污染 (空氣污染、噪聲污染、電磁污染等 ),資源的循環(huán)、回收利用。這樣避免系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng) Pc 機(jī)的依賴造成的耗電和故障問(wèn)題。 相對(duì)于硬件部分，軟件部分則更為重要。 （ 3）每發(fā)生一次聲光報(bào)警，則 記錄 時(shí)間、地點(diǎn)、事故原因（火災(zāi)引起、門(mén)禁引 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 起、 水浸 引起） 等 。 第二章： 智能家居 系統(tǒng)和 安防系統(tǒng)需求分析，本章主要介紹了智能家居安防系統(tǒng)的功能需求，以及以傳統(tǒng)三室兩廳兩衛(wèi)的戶型為模板進(jìn)行了傳感器的 布置和各傳感器功能的介紹。 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 8 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第二章 智能家居的監(jiān)控需求分析 為了保障家居人身安全，本章對(duì)智能家居所需的功和住宅安防監(jiān)控系統(tǒng)能需求進(jìn)行分析。 （ 2） 安全：通過(guò)弱電控制強(qiáng)電方式，控制回路與負(fù)載回路分離。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 方便：就地控制、場(chǎng)景控制、遙控控制、電話電腦遠(yuǎn)程控制、手機(jī)控制等。 3． 安防監(jiān)控系統(tǒng) 隨著人們居住環(huán)境的升級(jí)，人們?cè)絹?lái)越重視自 我的 人安全和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)人、家庭以及住宅的小區(qū)的安全方面提出了更高的要求；同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展伴隨著城市流動(dòng)人口的急劇增加，給城市的社會(huì)治安增加了新的難題，要保障小區(qū)的安全，防止 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 9 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 偷搶事件的發(fā)生，就必須有自己的安全防范系統(tǒng)，人防的保安方式難以適應(yīng)我們的要求，智能安防已成為當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。 （ 3） 實(shí)用：視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以依靠安裝在室外的攝像機(jī)可以有效的阻止小偷進(jìn)一步行動(dòng)，并且也可以在事后取證給警方提供有利 證據(jù)。 （ 2） 效果：采用高保真雙聲道立體聲喇叭，音質(zhì)效果非常好。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 簡(jiǎn)單：布線簡(jiǎn)單，一根線可以傳輸多種視頻信號(hào)，操作更方便。 7． 家庭影院系統(tǒng) 對(duì)于高檔別墅或者公寓的戶型，客廳或者影視廳一般為 20 平米左右 ，是目前最主要的建筑面積之一，客廳或者視聽(tīng)室自然是家里最氣派的地方，除了要寬敞舒服，也得熱鬧娛樂(lè)才行，要滿足這樣的要求， “家庭云平臺(tái) ”是家庭影院必不可少的 “鎮(zhèn)宅之寶 ”。 （ 3） 氣派：通過(guò)千兆交換機(jī)連接到各個(gè)房間，即可通過(guò)遙控器 /平板在不同的房間操作投影儀、電視機(jī)，分享私 家影庫(kù)。 1． 報(bào)警及聯(lián)動(dòng)功能 安裝門(mén)磁、窗磁，防止非法入侵，管理系統(tǒng)可通過(guò)安裝在住戶室內(nèi)的報(bào)警控制器得到信號(hào)從而快速接警處理。 4． 預(yù)設(shè)報(bào)警功能 智能安防系統(tǒng)可預(yù)設(shè)報(bào)警電話。根 據(jù)現(xiàn)階段住宅規(guī)格，以 三室兩廳兩衛(wèi) 為 對(duì)象 設(shè)計(jì)基于 ARM 單片機(jī) 的安防 監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，可以涵蓋所有基本戶型，在應(yīng)用時(shí)用戶可根據(jù)自身需要增減相應(yīng)模塊，以滿足不同房屋布局的安防要求。如：門(mén)磁探測(cè)器、溫度傳感器、煙霧探測(cè)器 、破碎探測(cè)器、水浸探測(cè)器、紅外探測(cè)器、燃?xì)馓綔y(cè)器、手動(dòng)報(bào)警裝置等。 圖 監(jiān)控器設(shè)備布置圖 1． 門(mén)磁探測(cè)器 *1：主要裝在門(mén)及門(mén)框上， 當(dāng)有盜賊非法闖入時(shí)，家庭主機(jī)報(bào)警，管理主機(jī)會(huì)顯示報(bào)警地點(diǎn)和性質(zhì)。 5． 水浸探測(cè)器 *2：安裝在衛(wèi)生間和廚房等可以接水用水的地方，防止水漫，當(dāng)水位 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 超過(guò)地面一定高度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。 8． 手動(dòng)報(bào)警裝置 *3：主要安裝在臥室和客廳等主人一般活動(dòng)且比較隱蔽的地方，家中發(fā)生緊急情況（如打劫、突發(fā)疾病、其他災(zāi)情），可以讓人們立刻進(jìn)行反應(yīng)，直接向保安中心求助。其中，溫度傳感器主要分布在 客廳、書(shū)房及廚房等易于發(fā)生火災(zāi)，或人經(jīng)?；顒?dòng)的地方 ，共 7 處布點(diǎn)；煙霧傳感器主要分布在 臥室、書(shū)房和客廳， 共 4 處布點(diǎn)；燃?xì)鈧鞲衅鞣植荚趶N房，共一處布點(diǎn)。 4．手動(dòng)控制功能：手動(dòng)控制功能主要是當(dāng)人們自己發(fā)現(xiàn)災(zāi)情時(shí)，可以 主動(dòng)閉合開(kāi)關(guān)使報(bào)警器動(dòng)作。 第三章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 在以三室兩廳兩衛(wèi) 戶型 為研究對(duì)象的基礎(chǔ)上，為了可以更加明確的確定本系統(tǒng)的功能組成， 突出 本系統(tǒng)的功能化和模塊化的 特點(diǎn)。通過(guò)煙霧、門(mén)禁等各類型傳感器，對(duì)室內(nèi)關(guān)鍵目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)TFT 液晶顯示器對(duì)報(bào)警的地點(diǎn)和發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行顯示，通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警 。 本文只采用本地控制。防盜模塊實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)探測(cè)到有人進(jìn)入家中 ,就會(huì)發(fā)出報(bào)警短信 ,保證用戶的人身和財(cái)產(chǎn)安全。它包含一個(gè)高效的哈佛結(jié)構(gòu)三級(jí)流水線 ,可提供 性能。 與傳統(tǒng)的基于 ARM 內(nèi)核的微處理器相比 ,Cortex 一 M3 處理器具有以下優(yōu)勢(shì) : （ 1） 小的處理器內(nèi)核、系統(tǒng)和存儲(chǔ)器 ,可降低器件成本 。 （ 5） 可選的存儲(chǔ)器保護(hù)單元 (MPU),提供平臺(tái)級(jí)的安全性 。 其中低成本、低功耗、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程快捷方便 ,是 Cortex 一 M3 處理器相對(duì)于 ARM處理器的明顯優(yōu)勢(shì) ,這也是本嵌入式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要關(guān)注的性能指標(biāo)之一。 STM32F103 是增強(qiáng)型系列 ,工作頻率 72MHz,并且?guī)в懈嗟钠瑑?nèi) RAM 以及更豐富的外設(shè) 。 STM32 在使用同一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)是一種極好地選擇。 STM32F10X系列處理器內(nèi)部集成有大量的外設(shè)接口 ,令它能夠廣泛地運(yùn)用于工業(yè) 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 控制、建筑安防、信息家電和數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域。 (2)片上集成 slZK 的 Flash 存儲(chǔ)器、 64K 的 SRAM 存儲(chǔ)器 ,滿足移植嵌入式操 作系統(tǒng) ,存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù) ,燒寫(xiě)系統(tǒng)程序所需存儲(chǔ)空間要求 。 此外 ,STM32F103 還具有 2 個(gè) 12 位的 us 級(jí)的 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,12 通道 DMA 控制器 ,多達(dá) 11 個(gè)定時(shí)器等片上資源 ,為將來(lái)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和性能的提升提供了可能。多個(gè)預(yù)分頻器用于配置 AHB的頻率、高速APB(APB2)和低速 APB(APB1)區(qū)域。自舉加載程序 (Bootloader)存放于系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，可以通過(guò) USART1對(duì)閃存重新編程。使用 ADC時(shí)， VDDA不得小于 。它能將電能、機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換。 這里給出一個(gè)應(yīng)用電路的框圖供參考