基于Web技术的智能家居远程监控系统

Technique and Method 基于 Web技术的智能家居远程监控系统 韩增锟 (燕山大学 教务处，河北 秦皇岛 066004) 摘 要 ：以智能家居远程监控 系统为例 ，设计 了一种 以 Web技术为核心的远程监控 系统 解决方 案 ．并 实施建立在基 于 $3C2440微 处理 器和嵌入式 Linux操作 系统 的软硬件平 台上 。在嵌入式 Linux 操作系统中构建了Web服务器和视频服务器。在此基础上使用 CGI技术处理 HTML 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 单，控制系统硬 件，实现交互操作，完成用户认证 、门窗控制、照明控制、温度监测、视频监控等功能。远程用户可以通过 IE 浏览器进行 实时监视 ．并对监测系统设备实现管理。 关键词 ：$3C2440；Linux；智能家居 ；Web技 术；远程监控 中图分类 号 ：TP393．03 文献标识 码 ：B 文章编 号 ：1674—7720(2012)03—0076—03 Design of remote control system in smart home based on Web Han Zengkun (Academic Affairs Office，YaIlshan University，Qinhuangdao 066004，China) Abstract： Taking the smart home remote monitoring system as an example， a solution of remote monitoring system was designed，using Web technique．The project was implemented based on$3C2440 and Linux．Web sever and video sever were built Off the Linux，in which， both of them are open source software．HTM[ forms was dealt with by use of CGI technique，which controlled hardware， realized interaction，accomplished user certification， controlled door，windows， temperature， lights and video and SO Oil．Users can conduct real-time monitoring and manage the monitoring equipment through the IE browser． Key words：$3C2440；Linux；smaa home；Web technique；remote monitoring 智能家居又称为数字家庭 Il_ 1，一般是指以计算机 接口技术和 网络技术为基础 ，将各种家用数字化设备有 机结合为一体的智能化的网络系统。这些家用数字化设 备包括电话 、计算机 、数字化的视听设备、数字化 的家用 电器及安全监控设备等 ，通过有线或无线的方式将这些 设备连接起来 ，为家庭用户提供简单 、安全 、可靠 、智能 化 的 综 合 服 务 。 本 文 以 Web技 术 为 核 心 ，在 基 于 $3C2440微处理器和嵌入式 Linux操作系统 的软硬件平 台上构建 了 Web服务器和视频 服务器 ，Web服务器采 用 Boa，视 频 服 务 器 采 用 Servfox，结 合 CGI技 术 处 理 HTML表单，完成用户认证 ，门窗控 制等家居监控功能。 1 系统总体结构设计 图 1为智能家居远程监控系统的总体结构图。室内 部分主要包括家电控制、防盗报警、远程监控 、防火报警 等 功 能模 块 ，这些 功 能模 块 通 过 Web服务 器 接 人 Internet网 ，用户可通过计算机登录因特网，远程监控室 O 用 户 图 l 智能冢居远程监控系统的总体结构 内情况，同时室内如检测到火 、盗等异常情况可通过 Internet向用户报警。 2 系统 硬件设计 智能家居远程监控系统的硬件系统 由YC2440一F歼 发板、网络接口、门窗控制、照明设备 、温度传感器 、USB 摄像头等组成。YC2440一F开发板作为整个系统的控制 核心，负责信息的采集 和处理 ，并控制各个模块协调工 作 ，如图 2所示。 控制 核心采 用 YC2440一F开 发板 。该 开发 板是 扬创 科技公司使用 三星 $3C2440处理器 开发 的 ARM9开发 《微型机与应用》2012年第 31卷 第3期 Technique and Method 图 2 智能家居远程监控 系统硬件框图 板 。YC2440一F开 发板采 用核 心板+扩 展板 的结构 。 门窗 控 制模 块 可 以让 用 户 通 过互 联 网远 程 控制 室 内门窗的开启与关闭，如有人以非正常方式通过门窗进 入 室 内 ，可 向用户报 警 。在实验 中选 用一 个步 进 电机来 模拟门窗控制 ，电机正转表示 门窗开启 ，电机反转表示 门 窗关 闭 ，步进 电机如强行被破 坏则报警 。步进电机通过 集成 片 ULN2003驱动，门窗控制电路如图 3所示。 GND 图3 门窗控制模块硬件电路图 照 明控 制 模 块 可 以 让用 户通 过 互 联 网 远程 控 制 室 内照 明系 统的打 开与关 闭 。在实 验 中使 用 4个 发光 二极 管来模拟照明系统，图 4为照明控制模块硬件 电路图。 V幔 R470 4 I ED1 R470 GPF5 l ED2 R470 GPF6 LED3 R470 GPF7 J D4 4 照明控制模块硬件电路I 温 度监测 模块 可 以实 时监测 室 内温 度 ．如 果检 测 到 室内温度超过 50℃则报警。温度监测电路采用 DS18B20 温度传感器来实现。DS18B20使用 1一Wire技术 ，具有线 路简单，精度高、体积小、低功耗等特点。硬件电路只需 将 DS18B20连接到通用 I／0端 口GPB0端即可。图 5为 温度监测模块电路。视频监控 系统可以通过摄像头实时 监控室内情况，用户可以通过互联网随时观察室内的情 况。视频监控采用用普通 USB摄像头实现。 《微型机与应用》2012年第31卷第3期 图 5 温度监测模块硬件 电路 3 系统 的软件设计 3．1 智能家居 远程 监控 系统 的软 件组成 智能家居远程监控系统的软件系统 由设备驱动程 序 、嵌入式 Linux操作系统 和应用程序构成{3-4]，如图 6 所示。其中嵌入式 Linux操作系统采用 2．6版本的内核。 Web服务器使 用 Boa，视频服务器使用 Servfox5，这是两 款 Linux下的开源软件 ，将源码进行适当修改就可以移 植到嵌入式系统中。 控 图 6 智能家居远 程监控系统软件框图 3．2 驱动 程序 的开发 用户进程是通过设备驱动文件控制硬件 ，对设备文 件 的操作方式就是系统调用 。如 open、read、write、Close 等。编写设备驱动程序的主要工作就是编写子函数，并填 充 file—operations结构体 的各个域 。步进 电机 、LED和温度 传感器 DS18B20都是通过通用 I／O控制的，做为字符型设 备。USB摄像头属于 USB设备。下面以步进电机驱动程序 为例 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 Linux驱动程序的开发过程，具体步骤如下： (1)编写驱动程序源代码 ，将程序源文件 motor．e．添 加 到 内核 的 drivers／char目录下 。 (2)编辑 drivers,'char目录下 的配置文件 Keonfig，添加 如下内容 ：eonfig MOTOR tristate”Motor Driver” (3) 在 char 目 录 下 打 开 Makefile， 添 加 ohi一 $(CONFI( M0T0R)+=motor．O (4)在内核 目录下执行 make menuconfig命令 ，进行 内 核 配 置 ： 在 Device Driver—Character Driver下 将 MOTOR选为 M，模块方式 ，退出保存设置。 (5)执行命令 make modules，编译驱动模块。在 char 目录下产生 motor．ko的文件，即所需的步进电机驱动模 块。通过 NFS方式传到开发板上。 (6)加载驱动模块 ，执行 insmod motor．ko。 (7)建立文件节点 ，执行 mknod／dev／MOTOR—Driver e 228 0。 3．3 实现 基于 Web的远程 监控 智 能家居远程监控 系统可以通过 Web服务器为用 欢 迎 网上 投 稿 WWW．pcachina．tom 77 Technique and Method 户提供简洁，美观的操作界面。网络控制部分包括登录 界面 、用户认证 、主界面、门窗控制 、照明控制 、温度监 测 及视频 监控 。 用 户认证 是通 过 CGI程 序实 现 的。首先 在登 录界面 中使用 HTML语 言添 加表单 ：

用 户名 ：
密 码 ：
＆nbsp＆nbsp＆nbsp <／fomi> 参数 action指明处理该表单的 CGI程序 ，此表单所 填 的内容会 通过 Web服 务器 以 name：value1&pwd=value2 的方式传给 logon．cgi程序处理 ，该程序对用户名和密码 进行认 证 。用户认 证 界面如 图 7所 示 ，门窗控制 界 面如 图 8所示。使用表单在网页中添加 2个按钮 ，分别控制 门窗的打开 和关 闭 。对应 的 CGI程序调 用步进 电机 的驱 动程 序 ．控制 电机转 动 ，模拟 门窗控制 。 请输入用声名和密 。 0参： i 图7 用户认证界面 图8 门窗控制界面 照明控制界面如图 9所示 ，在网页中添加 4个复选 框，分别配有 4个发光二极管。对应的 CGI程序调用 LED的驱动程序．控制发光二极管。温度控制界面如图 10所示 。CGI程 序凋 用 DS18B20的驱动 程序 ，读 取温 度 传感器的值 ，然后计算温度 ，最后返回一个 网页显示 DS18B20的信息和温度。视频监控界面如图 11所示，在 网页中添加 Java插件 ，接收并显示视频服务器 Servfox 发送 的视频 数据 。添加 2个 按钮 控制视频 服务 器 的打开 } 、 一 。 t— 。p 。 ，) M I PS _ 豳 图9 照明控制 图 l0 温度控制 图11 视频监控 与关 闭 。 以 $3C2440微处 理器为 控制核 心 ，完成 r智能家 居 硬件 平 台的设计 。实现 了嵌 入式 Linux操作 系统 在 $3C2440微处 理器 平 台上 的移 植 。编 写 了步 进 电机 、发 光二极管以及 DS18B20温度传感器的驱动程序。完成了 Web服务器 Boa和视 频服务 器 Servfox的移 植 。使用 HTML语言编写静态网页，完成基于 Web的智能家居远 程监控部分的主体框架。使用 CGI技术处理 HTML表 单 ，控制系统硬件 ，实现交互操作 ，完成用户认证 、门窗 控制 、照明控制、温度监测 、视频监控等功能。 参 考文献 【1]王莹．家居远程 监控系统 的设计 与开发【D】．大连 ：大连 理 工 大学 ，2007． 『21曹晋辉．基于 ARM 的家庭安 防网关平 台底层构建fD】． 成都 ：电子科技大学．2007． 『31封景刚，吴宝江．ARM嵌入式系统开发完全入 门与 主流 实践『M1．北京 ：电子工业出版社 ，2008． f41汪 明虎 ，欧文盛．ARM嵌入式 Linux应用开发入 门[M]． 北 京 ：中国 电力 出版社 ．2008． 『51戴 丽．基于 Video4Linux的 USB摄像 头 图像采 集 实现 [M】．合肥 ：合肥工业大学 ，2008． (收稿 日期 ：20l1—09—01) 作 者简 介 ： 韩增锟 ，男 ，1979年生 ，助理研究员 ，硕士 ，主要研究方 向：嵌入式应用技术，虚拟现实技术 。 、 p 、。p ＼ ‘ ≯ 。 、。 。 ‘—≯ ， 科技与领先多媒体和游戏解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 供应商携手 ； 实现多屏幕消费者体验 ； ) 2012年 1月 10日，为数字家庭 、网络和移动应用提供业界 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 处理器架构与 内核 的领导厂商美普思科技 公司(MIPS Technologies，Inc)今天宣布，已经与领先的多媒体和互动娱乐解决方案供应商合作 ，将先进的多屏幕 (multi—screen)消费者体验带到 MIPS—BasedTM平台。 MIPS正与全球领先的多平台互动娱乐提供者TransGaming公司合作，将即时、多屏幕游戏带到AndroidTM数 ， 字家庭和移动平台。此外 ，MIPS科技也与 PacketVideo携手 ，为消费设备间提供先进的多媒体分享功能。两项解 0 决方案都将会在 2012年 1月 10—14日举行的国际消费电子展 (CES)上亮相。 MIPS科技营销副总裁 Gideon Intrater表示 ：“MIPS是 DTV和机顶盒等数字家庭市场的领先处理器供应商 ， 同时在移动市场也开始崭露头角。提供能协助我们的授权客户开发出先进消费者体验的下一代解决方案，对 f MIPS来说至关重要。目前的消费设备虽已具备联网功能 ，但下一代产品将持续演进，达到完全的整合与互联。 PacketVideo和 TransGaming两家公司都能提供实现此愿景的创新解决方案。” (MIPS供稿)《 。、 一 c 一 ，、 78 ． 《微型、机与应用》2012年第 31卷第 3期 基于Web技术的智能家居远程监控系统 作者： 韩增锟 作者单位： 燕山大学教务处,河北秦皇岛,066004 刊名： 微型机与应用 英文刊名： Microcomputer & Its Applications 年，卷(期)： 2012,31(3) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_wxjyyy201203026.aspx