智能家居安全安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、PAGE20題 目： 智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號： 系 別： 專 業(yè)： 年級班級： 指導(dǎo)教師： 2016年2月25日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全了解有關(guān)保障、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)畢業(yè)論文管理機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。同意省級優(yōu)秀畢業(yè)論文評選機(jī)構(gòu)將本畢業(yè)論文通過影印、縮印、掃描等方式進(jìn)行保存、摘編或匯編；同意本論文被編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索和查閱。本畢業(yè)論文內(nèi)容不涉及國家機(jī)密。論文題目：

2、智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者單位：作者簽名： 年 月 日 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc6 摘 要 PAGEREF _Toc6 h 2 HYPERLINK l _Toc7 1 緒論 PAGEREF _Toc7 h 5 HYPERLINK l _Toc8 課題研究背景及意義 PAGEREF _Toc8 h 5 HYPERLINK l _Toc9 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc9 h 7 HYPERLINK l _Toc0 2 智能家居系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc0 h 8 HYPERLINK l _Toc1 智能家居系統(tǒng)需求分析 PA

3、GEREF _Toc1 h 8 HYPERLINK l _Toc2 家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)采集及控制子系統(tǒng) PAGEREF _Toc2 h 9 HYPERLINK l _Toc3 云服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲及警報(bào)子系統(tǒng) PAGEREF _Toc3 h 9 HYPERLINK l _Toc4 家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)采集及控制子系統(tǒng) PAGEREF _Toc4 h 10 HYPERLINK l _Toc5 網(wǎng)絡(luò)攝像頭 PAGEREF _Toc5 h 10 HYPERLINK l _Toc6 3 網(wǎng)關(guān)通信 PAGEREF _Toc6 h 10 HYPERLINK l _Toc7 網(wǎng)關(guān)通信子系統(tǒng) PAGEREF _Toc7 h 1

4、0 HYPERLINK l _Toc8 攝像頭采集軟件 PAGEREF _Toc8 h 11 HYPERLINK l _Toc9 傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集及控制 PAGEREF _Toc9 h 12 HYPERLINK l _Toc0 4. 總結(jié) PAGEREF _Toc0 h 14 HYPERLINK l _Toc1 致 謝 PAGEREF _Toc1 h 15 HYPERLINK l _Toc2 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc2 h 16智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在當(dāng)下人們的生活水平有了顯著的提高進(jìn)步，物質(zhì)生活也急速的豐富著，人們急切需要著更高級的物質(zhì)生活

5、體驗(yàn)，智能家居系統(tǒng)可以提供給人們更加舒適便捷和安全的居住環(huán)境。隨著設(shè)備的小型化以及家庭網(wǎng)絡(luò)的高速化，加上無線、和等通信技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以隨時隨地的高速地接入。方便成熟的云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等也為智能家居的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。一方面，中國的城鎮(zhèn)化步伐正在一步步加快同時老齡化問題和空巢老人、留守兒童安全都是現(xiàn)代社會存在的問題，如何保證讓年輕人好好工作同時也兼顧好家庭后方的安全，這樣的矛盾越來越突出。智能家居系統(tǒng)在當(dāng)前的社會形態(tài)下意義重大，借助本系統(tǒng)，在外面工作的年輕人可以隨時隨地的照看家里的老人和孩子，免除了年輕人的后顧之憂，可以更好的創(chuàng)造價值服務(wù)社會。另一方面，通過智能家居系統(tǒng)對

6、家庭進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測保護(hù)，如果有火災(zāi)，入室盜竊等險(xiǎn)情，用戶可以在第一時間知道，并作出相應(yīng)反應(yīng)，減少損失。綜上所述，本課題有著巨大的經(jīng)濟(jì)價值以及社會意義。但是，現(xiàn)有的設(shè)備智能程度、舒適度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求，例如：實(shí)時性偏差，安裝操作較繁瑣，信息資源利用率低和數(shù)據(jù)瓶頸較多等問題。本文通過研究基于家庭網(wǎng)關(guān)，實(shí)時監(jiān)控以及云端服務(wù)的智能家居體系框架深入研究學(xué)習(xí)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻監(jiān)控、新型展現(xiàn)技術(shù)，并利用了云計(jì)算的多服務(wù)性、高可用性、便捷性和便宜等優(yōu)點(diǎn)，提出了一種遠(yuǎn)程且可實(shí)時控制的智能家居實(shí)現(xiàn)方案，從而為大家提供最優(yōu)的服務(wù)。本文通過互聯(lián)網(wǎng)資訊以及相關(guān)文獻(xiàn)，調(diào)研了智能家居領(lǐng)域的國內(nèi)的政策、資本領(lǐng)域的投資動

7、態(tài)。了解了本行業(yè)的潛力及局限性，同時思考和實(shí)現(xiàn)這一系統(tǒng)的主要功能需求以及各種需求需要采用何種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，如何實(shí)現(xiàn)的問題。本系統(tǒng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域有傳感器網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，通過對上述各種技術(shù)的調(diào)研以及學(xué)習(xí)，將各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合匯總到本系統(tǒng)。重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的安全性、簡用性以及擴(kuò)展性，總體設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)，將系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行了細(xì)化到各個子模塊，并采用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)介紹室內(nèi)及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：智能家居，遠(yuǎn)程監(jiān)控，安全，云服務(wù)器Design of smart home security monitoring systemAbstract: With the rap

8、id development of science and technology and economy, moment in the peoples living standards have improved significantly, material life is also rapidly rich, there is an urgent need for more advanced material life experience, the smart home system can provide people with more convenient and comforta

9、ble living environment. With the miniaturization of the equipment and the high speed of the home network, as well as the development of wireless, and other communication technology, people have access to. Easy to mature cloud computing technology and networking technology, etc. also for the realizat

10、ion of the smart home to lay a solid foundation. On the one hand, the pace of Chinas urbanization is being accelerated further, and aging problem and empty nesters, left behind children are now exist in society, how to ensure for young people to work hard, but also take into account the family behin

11、d the security problems are becoming more and more prominent.Smart home system in the current society is of great significance, with the system, working in young people can anytime, anywhere to look after the home of the elderly and children, eliminating the worries of young people, can better creat

12、e value and social service. On the other hand, through the intelligent Home Furnishing system for real-time monitoring of the family, if there is a fire, burglary and other dangerous situations, the user can know in the first time, and react, reduce losses. In summary, there is a huge economic value

13、 and social significance of this topic.But the existing equipment intelligence and comfort can not meet peoples needs, such as: the problem of real-time installation deviation, complex operation, low utilization rate of resources and data bottleneck more etc. The through study based on home gateway,

14、 real-time monitoring and cloud services of smart home system framework, in-depth study of learning sensor network technology, video surveillance technology, the new display technology, at the same time, using the advantages of cloud computing services, high availability and low, a remote real-time

15、control of smart home is presented, so as to provide people with the best service. This article through the Internet information and related literature, the research of dynamic investment policy, the field of intelligent home Home Furnishing capital. To understand the potential and limitations of th

16、is industry, at the same time thinking to achieve the main function requirement and various needs of this system needs to achieve the use of the technology, how to realize the problem. The system involved in the technical field of a sensor network technology, video monitoring technology, network com

17、munication technology and computer technology, through the survey and study of these technologies, the technology combines the advantages of the system. We focus on the security of the system, Jane and the expansion of, the overall design of smart home system, the systems functional requirements are

18、 refined to each sub module, and the corresponding technical design and implementation, focuses on the interior and system design.Key words：Smart home, remote monitoring, security, cloud server1 緒論課題研究背景及意義隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在當(dāng)下人們的生活水平有了顯著的提高進(jìn)步，物質(zhì)生活也急速的豐富著，人們急切需要著更高級的物質(zhì)生活體驗(yàn)，智能家居系統(tǒng)可以提供給人們更加舒適便捷和安全的居住環(huán)境。隨

19、著設(shè)備的小型化以及家庭網(wǎng)絡(luò)的高速化，加上無線、和等通信技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以隨時隨地的高速地接入。方便成熟的云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等也為智能家居的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。一方面，中國的城鎮(zhèn)化步伐正在一步步加快同時老齡化問題和空巢老人、留守兒童安全都是現(xiàn)代社會存在的問題，如何保證讓年輕人好好工作同時也兼顧好家庭后方的安全，這樣的矛盾越來越突出。智能家居系統(tǒng)在當(dāng)前的社會形態(tài)下意義重大，借助本系統(tǒng)，在外面工作的年輕人可以隨時隨地的照看家里的老人和孩子，免除了年輕人的后顧之憂，可以更好的創(chuàng)造價值服務(wù)社會。另一方面，通過智能家居系統(tǒng)對家庭進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測保護(hù)，如果有火災(zāi)，入室盜竊等險(xiǎn)情，用戶可以在第一

20、時間知道，并作出相應(yīng)反應(yīng)，減少損失。綜上所述，本課題有著巨大的經(jīng)濟(jì)價值以及社會意義。但是，現(xiàn)有的設(shè)備智能程度、舒適度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求，例如：實(shí)時性偏差，安裝操作較繁瑣，信息資源利用率很低和數(shù)據(jù)瓶頸較多等問題。本文通過研究基于家庭網(wǎng)關(guān)，實(shí)時監(jiān)控以及云端服務(wù)的智能家居體系框架深入研究學(xué)習(xí)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻監(jiān)控、新型展現(xiàn)技術(shù)，并利用了云計(jì)算的多服務(wù)性、高可用性、便捷性和便宜等優(yōu)點(diǎn)，提出了一種遠(yuǎn)程且可實(shí)時控制的智能家居實(shí)現(xiàn)方案，從而為大家提供最優(yōu)的服務(wù)。本文通過互聯(lián)網(wǎng)資訊以及相關(guān)文獻(xiàn)，調(diào)研了智能家居領(lǐng)域的國內(nèi)的政策、資本領(lǐng)域的投資動態(tài)。了解了本行業(yè)的潛力及局限性，同時思考和實(shí)現(xiàn)這一系統(tǒng)的主要功

21、能需求以及各種需求需要采用何種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，如何實(shí)現(xiàn)的問題。本系統(tǒng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域有傳感器網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，通過對上述各種技術(shù)的調(diào)研以及學(xué)習(xí)，將各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合匯總到本系統(tǒng)。重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的安全性、簡用性以及擴(kuò)展性，總體設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)，將系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行了細(xì)化到各個子模塊，并采用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)介紹室內(nèi)及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。當(dāng)下社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，顯著的提高了人們的生活水平，不斷的豐富人們的物質(zhì)生活，人們對于居住的環(huán)境有了更高期望，智能家居生活理念也逐步進(jìn)入人們的視野，并且，隨著設(shè)備小型化、家庭網(wǎng)絡(luò)高速化、方便成熟的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及無線、4G和WIF

22、I等通信技術(shù)發(fā)展讓人們已經(jīng)可以隨時隨地高速的接入到網(wǎng)絡(luò)，這為智能家居的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。智能家居又稱家庭自動化，實(shí)質(zhì)上是通過先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)將日常家居生活相關(guān)的各個子系統(tǒng)，有機(jī)地綜合起來同時對其進(jìn)行統(tǒng)籌管理而形成的高度智能化智慧家庭；這是基于住宅的建筑結(jié)構(gòu)結(jié)、網(wǎng)絡(luò)通信以及家電設(shè)備自動化，構(gòu)建一個集管理、服務(wù)于一體的良好居住環(huán)境，為人們提供安全、舒適、便利以及環(huán)保的家居生活。具有智能家居系統(tǒng)的家庭和傳統(tǒng)家居相比，同時具備一般家居所必須的功能，而且將具有自動化、能動指揮的智能得家居工具代替被動的靜止家居設(shè)備，為家居生活提供了全方位的信息交互和設(shè)備控制的功能，從而保證了家庭內(nèi)、外部之間的信息交互暢

23、通，使得人們可以有效的安排時間，增強(qiáng)家居生活的安全性和便利性，可對各種家居資源進(jìn)行合理配置，節(jié)約種能源費(fèi)用，大大改善人們的生活方式提升了人們的生活質(zhì)量。智能家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家居智能化于子系統(tǒng)有效的融合，主要組成子系統(tǒng)有：智能家電控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和云端服務(wù)器系統(tǒng)等。優(yōu)秀的智能家居系統(tǒng)要能夠?yàn)橛脩籼峁┮韵聨追N智能化的服務(wù)。隨時在線的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)；智能家居所有基本功能都需要網(wǎng)絡(luò)通信，要求系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)始終相連，為各種設(shè)備應(yīng)用提供通信條件；智能的安全防范措施：視頻監(jiān)控可對非法的入侵、火災(zāi)、煤氣泄漏及老人兒童的緊急呼救等危險(xiǎn)事件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并可提供相應(yīng)的警報(bào)和應(yīng)急處理措施；家電設(shè)備的自我

24、調(diào)整及遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)對對家庭娛樂設(shè)備、照明設(shè)備、安防設(shè)備、溫濕度調(diào)節(jié)以及各種網(wǎng)絡(luò)家電設(shè)備進(jìn)行整合，使用戶可根據(jù)個人喜好進(jìn)行不同場景的配置和控制、電器設(shè)備的智能控等；友好的交互式控制：通過各種傳感器（如光電、煙霧、溫濕度、紅外等）實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的信息主動上報(bào)；家庭物業(yè)信息服務(wù)：能提供管理家庭信息和并與物業(yè)公司聯(lián)系，例如通過樓宇對講系統(tǒng)，進(jìn)行語言、可視對講等溝通，及時的獲取到物業(yè)服務(wù)信息等；在線健康服務(wù)：醫(yī)療設(shè)備監(jiān)測家居化，把醫(yī)療監(jiān)測場所從醫(yī)院中心轉(zhuǎn)移到家庭內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)用戶自主檢測和管理自己的健康狀態(tài)，為用戶提供方便、持續(xù)的身體醫(yī)療監(jiān)測服務(wù)剛。近幾年以來，隨著智能家居行業(yè)的高速發(fā)展和人們對家居智能化要求不斷

25、提高，智能家居行業(yè)的問題和挑戰(zhàn)日益突出。第一、智能家居的技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)缺乏。雖然火熱的智能家居概念推動了相關(guān)產(chǎn)品飛速發(fā)展，并很快進(jìn)入市場，進(jìn)入進(jìn)入千家萬戶，但目前智能家居產(chǎn)品各自獨(dú)立，無統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，使得各個廠家的設(shè)備很難相互兼容，給用戶帶來很大不便，從而極大地限制了智能家居市場的更進(jìn)一步發(fā)展。第二，智能家居系統(tǒng)需要優(yōu)秀的硬件提供基礎(chǔ)支持，否則難以克服技術(shù)屏障，獲得長足的可持續(xù)發(fā)展，例如，智能家居系統(tǒng)需要存儲設(shè)備煩人容量足夠大，假如存儲設(shè)備的容量不足，就可能造成信息無法保存，更危險(xiǎn)的是導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)未保存，使得用戶對家居的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理時原始的重要信息丟失而導(dǎo)致不可預(yù)測的損失。第

26、三、當(dāng)下智能家居設(shè)備消費(fèi)門濫和價格偏高。由于當(dāng)前軟、硬件技術(shù)等的局限性，原始產(chǎn)品成本較高，售后投入的維修以及更新成本較高，使得當(dāng)下的智能家居產(chǎn)品價格偏高，同時對用戶的知識要求偏高使得消費(fèi)群體主要集中在高高收入和高知識人群，由于智能家居服務(wù)是增值服務(wù)，家居的本質(zhì)是居住，在收入一般的普通家庭，用戶覺得智能家居是可有可無的，不影響住房的居住本質(zhì)，這就是智能家居普及推廣較緩慢的原因之一。第四，智能家居的安全性與個人隱私問題受到大眾的質(zhì)疑和關(guān)注。在信息社會個人的信息安全安全與隱私問題是一個重大的隱患，信息的泄露可能被不法分子使用，已到達(dá)不可告人的目的，一旦智能家居的使用越廣泛與普及，這種安全隱患便不斷地

27、放大。故，確實(shí)有效的保證用戶的信息安全與隱私，使用戶信息不泄露將是本行業(yè)面臨的嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一。故，如何對現(xiàn)有資源的最大化利用、高速大容量的存儲和數(shù)據(jù)信息處理、簡化交互操作流程、提高設(shè)備性能降低成本、確保用戶的信息安全和隱私等，將是智能家居行業(yè)繼續(xù)高速發(fā)展亟需解決的技術(shù)難題與挑戰(zhàn)。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀智能家居系統(tǒng)包括本地內(nèi)部物聯(lián)系統(tǒng)和云端服務(wù)器，要實(shí)現(xiàn)二者的結(jié)合，必須要對當(dāng)前現(xiàn)有的智能家居系統(tǒng)及云計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入的分析研究，通過了解二者的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展特點(diǎn)，將兩者的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行互補(bǔ)和融合，使其各自的優(yōu)勢得到最大的發(fā)揮。下面將從智能家居及云計(jì)算這兩個方面的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)深入的闡述，再結(jié)合現(xiàn)

28、有的智能家居產(chǎn)品和云服務(wù)器對接設(shè)備進(jìn)行對比分析。智能家居未來的市場潛力巨大，2014年1月份，Goggle以花巨資收購智能家居設(shè)備廠商N(yùn)est Labs和人工智能廠商Deep Mind,Goggle提出了Home Kit開發(fā)套件AandrHome等智能家居概念。從Goggle的研發(fā)和收購舉措上看，Goggle非?？春眠@個市場。2013年年底以來，我國就有超過200億元資金流向智能家居這個行業(yè)，引起公眾對該行業(yè)的投資狂潮。根據(jù)我國的基本國情和城鎮(zhèn)化不斷加速，老年化的不斷加劇，智能家居行業(yè)也必將迎來發(fā)展的黃金時期。通過調(diào)查的數(shù)據(jù)和結(jié)論可以看出:一方面，全國不斷推進(jìn)的城鎮(zhèn)化為智能家居市場提供更多的潛

29、在用戶，2013年我國城鎮(zhèn)化率為%，到2020年將升至60%以上。隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的不斷提高，普通民眾對日常生活賦予了更多娛樂、便捷和個性化的需求，形成了數(shù)量巨大的潛在智能家居消費(fèi)用戶群。另一方面，我國老齡化的進(jìn)程逐漸加速，居家養(yǎng)老的理念和需求逐日增加，對智能化的家居環(huán)境也與日劇增。截止于2013年底，我國在60歲以上的老年人數(shù)量已超過2億人，占總?cè)丝诘谋壤秊?，這個比例遠(yuǎn)高于聯(lián)合國對傳統(tǒng)老齡人社會的標(biāo)準(zhǔn)比例10%。預(yù)計(jì)在未來20年我國將進(jìn)入老齡化社會的高峰期。調(diào)查報(bào)告顯示，選擇在家養(yǎng)老的老人超過了90%，而很多獨(dú)生子女夫婦由于工作、生活、雙方老人難以同時兼顧等諸多原因，很難時時刻刻

30、伴隨在父母身邊，而智能家居系統(tǒng)的實(shí)時視頻監(jiān)控手段及智能化的生活方式為子女照顧老人，為提高老年人在家中的生活質(zhì)量和安全提供了有效的保障。2 智能家居系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)需求分析用智能家居系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)一個可以實(shí)時的監(jiān)控室內(nèi)環(huán)境，可通過遠(yuǎn)程控制室內(nèi)設(shè)戶使用友好的一個系統(tǒng)，同時要保證用戶的信息安全，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可配置可修改可擴(kuò)展的特性。對這個主旨進(jìn)行細(xì)化，本系統(tǒng)的主要需求應(yīng)包括：收集家庭內(nèi)部的信息；處理信息；存儲信息；上報(bào)給主人；主人對信息做出反應(yīng)，家庭內(nèi)部設(shè)備對用戶的操作做出相應(yīng)的動作；實(shí)時監(jiān)控。期間保證數(shù)據(jù)存儲安全，在家庭內(nèi)部設(shè)備被物理銷毀后還可以保留證據(jù)，用戶體驗(yàn)好。通過上述的描述，家庭內(nèi)部必須具

31、備環(huán)境參數(shù)的采集，同時需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，辨別危險(xiǎn)信號數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)保存到遠(yuǎn)端，用戶可以和家庭內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行交互。從上述分析中看出，系統(tǒng)可以分為四大部分，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析及報(bào)警子系統(tǒng)，用戶界面及交互邏輯分子系統(tǒng)等。家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)采集及控制子系統(tǒng)家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足可擴(kuò)展性好、易于布線、方便使用、設(shè)備安全性和節(jié)能性高。從可擴(kuò)展性和易于布線上考慮，系統(tǒng)必須采用無線的采集數(shù)據(jù)方式，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來收集家庭內(nèi)部各個區(qū)域的各種環(huán)境信息，例如煙霧信息，溫度、濕度信息，光照信息等，因收集信息分布較遠(yuǎn)，且不易布線，故必須采用無線的通信手段，這樣，既減少了布線的復(fù)

32、雜性，也較容易擴(kuò)展。傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且很多的電子芯片商家將微處理器結(jié)合了Zigbee協(xié)議，開發(fā)人員可以很容易對傳感器網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)。較出名的芯片為TI公司出品的CC2430芯片，功耗極低，開發(fā)者可以通過讓芯片進(jìn)行體眠降低功耗，提高芯片電池的使用壽命。系統(tǒng)需要對家庭內(nèi)部進(jìn)行圖像監(jiān)控，必須部署監(jiān)控?cái)z像頭，而且攝像頭需要通過遠(yuǎn)端控制實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動以擴(kuò)展視角，避免出現(xiàn)監(jiān)控死角。需要構(gòu)建一個可動的監(jiān)控?cái)z像頭，包括了攝像頭及控制攝像頭的電機(jī)。電機(jī)可以通過用戶界面進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。電動機(jī)轉(zhuǎn)動的角度應(yīng)該可控、可調(diào)。步進(jìn)電機(jī)是一種可以通過電型號脈沖序列可控的電機(jī)，因此可以滿足角度轉(zhuǎn)速可控的需求。

33、攝像頭采用較簡單的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，通常采用USB攝像頭即可，不需要即插即用，而且價格低廉，容易購買。云服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲及警報(bào)子系統(tǒng)智能家居系統(tǒng)需要一個云服務(wù)器的原因，主要是考慮數(shù)據(jù)的異地存儲，例如，假如將數(shù)據(jù)存儲在本地容易被破壞，如火災(zāi)或者人為破壞。同時系統(tǒng)也可以考慮用戶的需求，假如用戶有多套房產(chǎn)，同時部署了本系統(tǒng)，那么系統(tǒng)應(yīng)該為用戶提供一個統(tǒng)一的入口，簡化用戶的操作。在云主機(jī)上需要部署網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)應(yīng)提供數(shù)據(jù)分析功能，對數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和融合，提供監(jiān)控報(bào)警的略，及時的將警報(bào)信息通知給用戶，讓用戶的家庭在出現(xiàn)問題時，能及時處理以減少損失。當(dāng)前國內(nèi)主流的云服務(wù)器有阿里云主機(jī)，百度云主機(jī)、新浪云

34、主機(jī)等云服務(wù)提供商，為個人和公司提供穩(wěn)定安全的云服務(wù)。家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)采集及控制子系統(tǒng)智能家居系統(tǒng)需要采集的主要環(huán)境信息有：溫度、濕度、煙霧、火焰等信息，以及通過門窗的紅外信號監(jiān)控開關(guān)量等信息。由于采集點(diǎn)位置主要分布較遠(yuǎn)，不易布線，故對這些傳感器釆用無線的接入方式，傳感器簡單部署即可，通過無線網(wǎng)絡(luò)接入。以網(wǎng)關(guān)為中心釆用星型部署方式，集中將數(shù)據(jù)報(bào)告到網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一收集后傳輸至云端數(shù)據(jù)庫存儲，以便數(shù)據(jù)處理及歷史數(shù)據(jù)查詢。無線傳感器節(jié)點(diǎn)既可以作為數(shù)據(jù)釆集，也可作為簡單開關(guān)，通過繼電器，可以采用弱電控制強(qiáng)電從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)功能。在遇到緊急的事件時，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)閉或打開某些設(shè)備。以達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。網(wǎng)絡(luò)

35、攝像頭攝像頭根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式可分為數(shù)字和模擬兩大類。模擬攝像頭把視頻采集設(shè)備上所產(chǎn)生的模擬的視頻信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，然后將其儲存到計(jì)算機(jī)內(nèi)。其的工作流是:捕捉視頻信號將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字模式一加以壓縮一存儲至計(jì)算機(jī)上一加工運(yùn)用。而數(shù)字?jǐn)z像頭的工作流程是:直接捕捉影像信號一通過串口、并口或USB接口一存儲至計(jì)算機(jī)上一加工運(yùn)用?？梢钥闯?，數(shù)字?jǐn)z像頭比模擬攝像頭更為先進(jìn)、便捷，而且數(shù)字?jǐn)z像頭的整體成本較低，故數(shù)字?jǐn)z像頭是現(xiàn)在電子市場上的主流攝錄設(shè)備。同時，由于串口、并口的傳輸速率遠(yuǎn)小于USB接口的傳輸速率，故目前市場上可見的大部分產(chǎn)品以USB數(shù)字?jǐn)z像頭為主。網(wǎng)絡(luò)攝像頭基本上是每家每戶的必須品，且絕大

36、部分?jǐn)z像頭為USB網(wǎng)絡(luò)攝像頭，為了使本系統(tǒng)的成本更低，故擬采用USB網(wǎng)絡(luò)攝像頭作為本系統(tǒng)的攝像設(shè)備。3 網(wǎng)關(guān)通信網(wǎng)關(guān)通信子系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)是本系統(tǒng)的重點(diǎn)部位，其負(fù)責(zé)溝通室內(nèi)設(shè)備和外部的云服務(wù)器，故網(wǎng)關(guān)必須有接入互聯(lián)網(wǎng)功能，而且為了接入攝像頭云臺，必須帶有USB接口，4個GPIO接口來控制步進(jìn)電機(jī)。同時需要一個以上的串口和I2C接口等通信接口。同時處理能力上也需要能處理高清的視屏及音頻數(shù)據(jù)等?？傊枰W(wǎng)關(guān)外部接口豐富，容易擴(kuò)展。 下面介紹兩種創(chuàng)客使用最多的卡片是電腦Raspberry Pi和BeagleBone BlackCBBB)。1：Raspberry Pi：Raspberry Pi(中文名為“樹

37、毒派”，簡寫為RPi，或者RasPi/RPi)是為學(xué)生計(jì)算機(jī)編程教育而設(shè)計(jì)，只有銀行卡大小的卡片式微型電腦，其基于Linux系統(tǒng)。自問世以來，受眾多計(jì)算機(jī)發(fā)燒友和創(chuàng)客的追捧，曾經(jīng)一“派”難求。別看其外表“嬌小”，內(nèi)“心”卻很強(qiáng)大，視頻，音頻等功能通通皆有，可謂是“麻雀雖小，五臟俱全”。2：BeagleBone Black：Beaglebone可以在十秒之內(nèi)加載Linux的DIY迷你主板，BeagleBone Black也維持了同樣的性能水準(zhǔn)，但其售價卻只有上代產(chǎn)品的一半。BeagleBone Black售價為45美元(約合人民幣280元)，其硬件配置包括1 GHz ARM Cortex-A8處

38、理器，3D圖形加速器，一副PRU 32位RISC CPU， 2GB ROM， MicroSD卡槽和512MBRAM。同時，Beaglebone Black的接口也相當(dāng)豐富，包括1個USB接口、1以太網(wǎng)接口、Micro-HDMI接口和兩個46針接口。攝像頭采集軟件在監(jiān)控領(lǐng)域內(nèi)有很多的開源監(jiān)控軟件，例如ZoneMinder, iSpy, VLC和Mjpg-Streamer等開源軟件。ZoneMinder是一套基于Li操作系統(tǒng)的攝像機(jī)的視像數(shù)據(jù)監(jiān)控的應(yīng)用軟件。應(yīng)用范圍廣泛，包括商業(yè)或家居防盜等。ZoneMinder支持單一或多臺視像鏡頭應(yīng)用，包括攝取、分析、記錄、和監(jiān)視來源，要使ZoneMinder

39、正常運(yùn)行起來必須首先配置好Li下的PHP, MySQL環(huán)境，而且還有在系統(tǒng)上至少有一個攝像頭能穩(wěn)定工作，接下來就可以通過ZM的Web介面監(jiān)控重要場所了。使用ZM最大好處是可以在攝像頭監(jiān)視的情況之下實(shí)現(xiàn)動態(tài)的圖像識別，即判斷某指定區(qū)域之內(nèi)是否有外來人或物入侵，如果有的話則可以將相關(guān)的圖像和視頻保存起來，并通過網(wǎng)絡(luò)使得你可以再然和可以連網(wǎng)的地方進(jìn)行監(jiān)視。iSpy和ZoneMinder類似，功能強(qiáng)大。VLC是一個視頻播放器且也可以配置成為視頻服務(wù)器，但是視頻需要使用VLC播放器的插件才可以在網(wǎng)頁上播放 MJPG-streamer是一款開源監(jiān)控軟件可從攝像頭采集圖像，把圖像以數(shù)據(jù)流的形式通過基于HTT

40、P協(xié)議將圖像傳輸至瀏覽器，并展現(xiàn)給用戶。它利用了某些Webcams的硬件圖像壓縮功能從而來降低了服務(wù)器的CPU開銷，減少了視頻幀壓縮的大量計(jì)算資源，減輕了嵌入式設(shè)備和服務(wù)器的壓力，是一個不可多得的輕量級的視頻監(jiān)控解決方案。軟件通過插件(plugin)的形式在增加系統(tǒng)的靈活度，可將一個input-plugin對應(yīng)到多個output-plugins,輸入的方式有inputee (從文件輸入)，input (從攝像頭輸入)等，輸出的方式有output file(將視頻流存儲到文件)、output http(通過http協(xié)議傳輸?shù)綖g覽器)等，可見Mjpg Streamer配置靈活使用方便，可根據(jù)需要進(jìn)

41、行多種配置。同時也支持照片截取功能。故Mjpg-Streamer適合更適合本系統(tǒng)的需求。 本系統(tǒng)采用input 作為輸入將outputee 作為輸出來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的直播監(jiān)控。下載最新的Mjpg-Streamer樹墓派上，編譯安裝后，設(shè)置啟動腳本start-mjpg 為: #!bin/sh export LD_ LIBRARYse PATH=$(pwd) ./mjpg streamer -i ./input -f 15 -o output -p 1234 -w pwd/www 啟動腳本各個參數(shù)的意義: -i input 表示input 從USB攝像頭獲取圖像作為輸入; -f巧表示幀數(shù)為巧幀每秒; 一o