基于嵌入式WEB的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

師卓

摘要：為了更好的滿足人們對(duì)于智能家居的高質(zhì)量需求，可以應(yīng)用嵌入式WEB的智能家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居系統(tǒng)的全方位控制。本文從結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、通信以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這四個(gè)方面詳細(xì)闡述了嵌入式WEB智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，為提高智能家居系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：嵌入式WEB;智能家居;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP393.09 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）03-0190-01

0 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等智能化技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于人們的生活中。在家居系統(tǒng)中應(yīng)用嵌入式WEB服務(wù)器可以對(duì)家居系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄，并對(duì)門窗、照明、溫濕度及視頻監(jiān)控等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效的控制，為了提高智能家居運(yùn)行的實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性需要對(duì)WEB智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行深入研究。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

組成該系統(tǒng)的主要三個(gè)部分為監(jiān)控終端、服務(wù)器端以及移動(dòng)終端。確保系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件是應(yīng)用了WEB服務(wù)器進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸。在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中WEB服務(wù)器端會(huì)同時(shí)承擔(dān)客戶端以及服務(wù)器端兩種角色。

1.1 監(jiān)控終端

在智能家居系統(tǒng)中監(jiān)控終端主要是對(duì)濕度機(jī)、空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控?？刂平K端接收相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)并了解監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)的將設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與采集，以便隨時(shí)滿足監(jiān)控中心發(fā)出的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

1.2 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是系統(tǒng)的核心部件，主要承擔(dān)收集、處理以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任務(wù)。除此之外，還需要完成路由與分發(fā)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，全面了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障問題，為設(shè)備的管理與維護(hù)提供有力的數(shù)據(jù)支持[1]。

1.3 移動(dòng)終端

移動(dòng)終端主要根據(jù)監(jiān)控中心提供的設(shè)備信息實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控，同時(shí)顯示設(shè)備的運(yùn)行信息，用戶可以根據(jù)移動(dòng)終端提供的信息服務(wù)來控制并調(diào)節(jié)設(shè)備的數(shù)據(jù)，此時(shí)監(jiān)控中心會(huì)接收到調(diào)節(jié)后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)而控制設(shè)備的運(yùn)行狀況。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

在硬件設(shè)計(jì)方面，監(jiān)控終端需要應(yīng)用高性能的嵌入式微處理器作為控制芯片，進(jìn)而確保監(jiān)控終端運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)為了更好的滿足用戶對(duì)智能家居系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的控制需求，需要在監(jiān)控終端應(yīng)用多種外設(shè)接口，例如能同時(shí)接收USB、溫濕度傳感器以及監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，需要確保監(jiān)控終端、移動(dòng)終端以及服務(wù)器端之間的通信正常。因此要對(duì)系統(tǒng)軟件的框架進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。首先，用戶可以利用移動(dòng)終端將調(diào)節(jié)家居設(shè)備的請(qǐng)求發(fā)送至監(jiān)控中心。其次，監(jiān)控中心會(huì)對(duì)用戶的設(shè)備調(diào)節(jié)請(qǐng)求進(jìn)行深入解析，在解析后得出相應(yīng)的操作指令。再次，監(jiān)控終端會(huì)收到操作指令以改變家居設(shè)備的運(yùn)行狀況，并將改變后的狀況反饋給監(jiān)控中心。最后，監(jiān)控中心將設(shè)備調(diào)節(jié)后的運(yùn)行狀態(tài)告知給用戶。

3 通信設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)請(qǐng)求消息格式

在智能家居系統(tǒng)中存在著如監(jiān)控?cái)z像頭、空調(diào)、照明系統(tǒng)等多個(gè)終端設(shè)備，為了對(duì)其進(jìn)行有效的控制需要了解各種設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。因此監(jiān)控中心必須保證發(fā)出的操作指令具有特定性，要使指令能夠準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)相應(yīng)的家居設(shè)備。這便對(duì)系統(tǒng)的請(qǐng)求消息格式有了具體的要求。主要是為不同的設(shè)備類型設(shè)置不同的類型碼，并對(duì)具體的調(diào)節(jié)操作行為設(shè)置對(duì)應(yīng)的操作類型碼。

3.2 設(shè)計(jì)響應(yīng)消息格式

當(dāng)WEB服務(wù)器端接收到監(jiān)控中心的相應(yīng)請(qǐng)求并完成了設(shè)備的調(diào)節(jié)工作后，需要向用戶反饋設(shè)備運(yùn)行的狀況。因此要設(shè)計(jì)系統(tǒng)響應(yīng)消息格式，在系統(tǒng)響應(yīng)消息格式中需要包含設(shè)備的類型信息以及設(shè)備調(diào)節(jié)后的數(shù)據(jù)參數(shù)。同時(shí)監(jiān)控中心需要記錄系統(tǒng)響應(yīng)消息數(shù)據(jù)，在日后用戶需要時(shí)可以應(yīng)用移動(dòng)終端從監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫中查詢所需數(shù)據(jù)。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

4.1 WEB服務(wù)器端

為了確保智能家居系統(tǒng)的正常運(yùn)行，要求WEB服務(wù)器端做好以下四項(xiàng)工作：第一，用戶登錄。用戶需要通過相應(yīng)的身份驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的操作，提高系統(tǒng)的安全性。第二，用戶管理，主要承擔(dān)及時(shí)更新用戶身份信息或調(diào)整用戶使用權(quán)限的任務(wù)。第三，家庭管理。要想利用WEB智能控制系統(tǒng)管理家庭的財(cái)產(chǎn)或物品，需要用戶設(shè)置特殊的訪問權(quán)限，以實(shí)現(xiàn)對(duì)此方面信息數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)與控制。第四，設(shè)備管理及系統(tǒng)配置。在WEB服務(wù)器終端中包含了家居系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及相應(yīng)的操控參數(shù)，用戶可以利用服務(wù)器端隨時(shí)查詢?cè)O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備的其他信息。

4.2 WEB客戶端

此客戶端是一個(gè)移動(dòng)手持設(shè)備，用戶可以利用此移動(dòng)監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)對(duì)家居系統(tǒng)中各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5 結(jié)語

綜上所述，在應(yīng)用嵌入式WEB的智能家居系統(tǒng)后，用戶可以登錄WEB的客戶端對(duì)家居設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。此種智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以有效的提高家居系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并且監(jiān)控性價(jià)比較高，具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。為了充分發(fā)揮WEB系統(tǒng)的作用，需要設(shè)計(jì)人員采用正確的技術(shù)手段設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及通信系統(tǒng)，確保WEB服務(wù)器端與客戶端的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 高屹揚(yáng).嵌入式技術(shù)在智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2018（28）：1.

Research on Design of Intelligent Home System Based on Embedded WEB

SHI Zhuo

（Xi'an Engineering University Engineering Training Center， Xi'an Shaanxi? 710600）

Abstract：In order to better meet people's high-quality demand for smart home， you can use the embedded WEB smart home system to achieve full control of the home system. This paper elaborates the design method of embedded WEB smart home system from the four aspects of structure， system， communication and system implementation， and provides reference for improving the running quality of smart home system.

Key words：embedded WEB; smart home; system design