基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统

杨东　宋璇

摘 要：本系统结合嵌入式web服务器，GPRS技术以及嵌入式相关技术，实现用户通過网络对家中情况的实时监控以及老年人紧急求救的处理。

关键词：嵌入式 GPRS ARM9

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）03-0-01

一、系统总体结构

本系统采用嵌入式实时多任务操作系统，使用S3C2410开发板和GPRS模块和USB摄像头，完成对现场的监控功能，控制器选用ARM9系列的S3C2410控制器，温湿度传感器，烟雾报警器，红外传感器以及老年人紧急报警器采集信号传输给控制器。如果温度传感器特测温度高于一定的温度或者红外传感器探测到有不法分子闯入，那么相应的报警功能，灭火功能被开启，并通过GPRS模块通知用户现场情况，用户根据具体情况采取不同的措施给系统。完成一个远程监控的主要功能。

二、系统硬件电路设计

1.温湿度传感器模块设计

温度信号放大电路设计选用的AD620元件是一个工业标准的低成本、低功耗、高精度的单芯片仪用放大器，特别适合做小信号的前置放大级，经AD620放大后的小信号失真度很小，可以把系统误差控制在系统设计要求的范围内。用户使用一只外部电阻器可以设置从1 到1000 任何要求的增益，最大误差在±0.3%之内。

2.GPRS模块设计

智能家居监控系统通信模块采用晨讯科技公司开发的GSM/GPRS模块，针对短信发送功能的开发，本系统利用GSM/GPRS模块提供的标准RS-232串行接口，通过AT指令的开发控制模块进行短信数据等传输。

GPRS模块通过串口线连接到S3C2410的串口，挂载完成后，GPRS相当于一个设备文件，可以通过系统函数open（），read（），write（），close（）对/dev/s3c2410/ttyS0进行读写操作。以下是程序里面涉及的AT指令：

AT+CMGC 发出一条短信息命令。

AT+CMGD= 删除短信息。Index为所要删除短信的记录号。

AT+CMGF= 选择短信息格式。mode=0为PDU模式，1为文本模式。

AT+CMGR= 读短信息。Index为所要读取短信息的记录号。

AT+CMGS=xxxxxxxx 发送短信息。Xxxxxxxx为对方手机号码，回车后接着输入短信内容

‘CRText‘CTRL+Z 然后接着按CTRL+Z发送短信。CTRL+Z的ASCII码是26。

3.家电控制电路设计

基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统控制电路采用具有同时驱动7组负载的能力的达林顿驱动芯片ULN2803，配合继电器完成驱动电路设计，继电器本设计经过多次测试最终选定型号为G6B-2114P，该继电器采用24V供电，具有较强的驱动能力和稳定性，同时电路设计我们考虑到干扰问题存在，在驱动电路上添加使用了光耦设计，防止干扰利用电源线进入控制电路中，影响系统控制稳定性。

三、系统软件设计

1.web服务器移植

基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统利用远程web网页控制的方式实现对监控系统设备进行相应的操作，因此嵌入式系统需要我们移植一款嵌入式web服务器，根据多方查阅及研究，目前嵌入式系统常用的服务器有三种分别是THTTPD、Web Server：HTTPD和BOA。BOA属于单任务小型HTTP服务器，其源代码开放使用、稳定性表现优秀，比较适用于在嵌入式系统中移植开发；HTTPD也是可以考虑使用的服务器，但是因为其属于最简单的一个Web Server，其功能较简单，认证缺失，也不支持CGI。

基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统最终选用BOA+CGI的程序设计方案，CGI和www的工作原理HTTP协议是‘www的基础，它是基于‘客户/服务器模型，服务器可以同时为分布于网络中的客户端提供服务，建立在TCP/IP协议之上的“无连接”协议，其每次连接只能回应单个请求。服务器运行机制为，始终有一个守护进程正常运转，并实时监听端口，等待来自客户的申请。当一个申请来到时，将及时分配一个子进程为申请连接服务。系统通过分析请求身份，服务器利用CGI调用外部应用程序或返回HTML文件，同时将处理结果返回。系统脚本程序利用CGI进行交互，根据客户端提出请求时采取的方法，服务器将客户所提供的信息进行收集，并把信息及时发送至指定的CGI程序。

系统利用环境变量、命令行参数和标准输入，外部CGI程序与www服务器进行通信、传递有关参数。系统服务器提供了客户端与CGI扩展程序之间的信息交换的通道。客户的请求通过服务器的标准输出传送给CGI的标准输入，CGI对信息进行处理后，将结果发送到它的标准输入，然后由服务器将处理结果发送给客户端。

2.网络视频服务器移植

对于内核linux-2.6.35，不能再使用servfox，如果要使用的需要修改大量的代码，在此选用新的方法来移植。需要两个文件jpeg，mjpg-stream.移植如下：首先jpeg库的移植，jpeg源码下载后，解压源码包tar xvf jpegsrc.v8b.tar.gz，配置源码，用make命令编译源码，执行make install命令进行安装，使用cp命令将libjpeg.so.8拷贝库到文件系统/source/rootfs/lib下。完成了对网络服务器的移植。

四、功能实现

基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统方便进行扩展，控制系统采用嵌入式S3C2410开发板，便于开发设计，用户可以根据设计需求进行定制开发，利用手机接收报警信息，及时获取险情报警。基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统可以实现网络摄像头远程对家中环境进行实时监控，如果有险情发生，可以利用远程网络控制功能进行操作，及时处理险情。基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统中的Web服务器可以通过Internet 方式提供远程访问服务，利用GSM短信息功能通知用户家中险情，同时用户可使用系统的GPRS上网功能提供扩展功能。

参考文献

[1]韩小涛，尹项根，张哲，等.嵌入式Web服务器技术及其在电力系统中的应用综述[J].电网技术，2003，5（27）：58-62.

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