嵌入式智能家居安防监控系统的设计与实现

论文摘要

随着科学技术的发展及人们生活水平的不断提高,人们越来越关注家居环境的舒适和家庭的安全防范。智能家居安防监控系统能帮助人们更好地管理各种生活细节,实现“以人为本”的全新家居生活体验,营造出更和谐生动的家庭氛围。本文在分析现有智能家居监控系统的基础上,借鉴其成功经验,提出了一套完整的智能家居安防监控系统解决方案。本系统以ARM9平台为基础,应用嵌入式Linux、Web Server、流媒体远程监控、运动目标检测、SQlite数据库等相关技术,并结合Internet、ZigBee和GPRS三种网络,该系统有效地提高了智能家居安防系统的智能化程度,并对现今智能家居安防系统提出了新的方法和思路。本文采用复合型触发报警的系统设计思想,融合了运动目标检测报警、人体红外报警以及火灾报警等多种报警方式,实现了对家庭中各种异常情况的有效感知。当有异常情况发生时,系统主机将自动进行图像的采集,并为图片打上时间标签,通过GPRS网络以MMS和SMS的形式传送到远程手机,使用户可及时直观清晰的掌握家中实时情况,并可通过短信的方式对家中电器进行直接控制。环境监测方面引入ZigBee无线传感器网络,节省了布线的费用并降低了监控模块的功耗。系统通过搭建Web服务器,并使用HTML、JavaScript和CSS技术设计了本系统的监控界面,可直接在Web浏览器上实现远程家电控制、远程视频监控、系统设置、用户管理等一系列操作。在客户端引用了AJAX技术来与服务器实现异步通信,有效的提高了服务器的响应效率。并且通过使用SQlite数据库,方便管理用户信息、图片信息与手机号等信息。本文介绍了整个智能家居安防监控系统的软硬件结构框架和技术方案论证,重点介绍了整个项目的开发过程和各个功能模块的软件实现方法。最后通过对整个系统进行性能测试,证明本系统达到了预期的设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 智能家居系统简介
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 章节安排
• 第2章 系统总体设计方案
• 2.1 系统结构和功能简介
• 2.2 嵌入式系统硬件规划
• 2.2.1 处理器的选择
• 2.2.2 其他模块的选择
• 2.2.3 系统硬件的总体结构
• 2.3 嵌入式系统的软件规划
• 2.3.1 操作系统的选择
• 2.3.2 系统软件体系结构
• 2.4 本章小结
• 第3章 嵌入式系统平台的搭建
• 3.1 U-boot移植
• 3.1.1 U-boot简介与启动流程
• 3.1.2 U-boot移植流程概述
• 3.2 Linux内核移植
• 3.2.1 Linux内核简介
• 3.2.2 Linux内核移植步骤
• 3.2.3 Linux内核移植常见错误及解决办法
• 3.3 Linux驱动程序的开发
• 3.3.1 Linux驱动程序简介
• 3.3.2 驱动程序的移植与开发
• 3.4 系统调试环境搭建
• 3.4.1 GDB与DDD调试工具简介
• 3.4.2 GDB远程调试环境搭建
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统主进程的设计
• 4.1 系统主进程的流程
• 4.1.1 系统主函数的多线程编程
• 4.1.2 系统主函数通信机制的应用
• 4.1.3 报警系统的设计
• 4.2 GPRS通信模块的设计
• 4.2.1 GPRS简介
• 4.2.2 Linux串口编程
• 4.2.3 通过GPRS模块收发短信
• 4.2.4 通过GPRS模块发送彩信
• 4.3 ZigBee无线传感器网络的设计
• 4.3.1 ZigBee简介
• 4.3.2 用户协议帧的定义
• 4.3.3 ZigBee无线传感器网络的组建
• 4.4 本章小结
• 第5章 视频监控系统平台的搭建
• 5.1 图像采集的设计
• 5.1.1 V4L2简介
• 5.1.2 基于V4L2的图像采集
• 5.2 网络视频监控的设计
• streamer程序'>5.2.1 移植MJPG_streamer程序
• 5.2.2 网络视频监控的实现
• 5.3 运动目标检测的设计
• 5.3.1 运动目标检测算法概述
• 5.3.2 运动目标检测的实现
• 5.3.3 运动目标检测的实验结果与测试
• 5.4 本章小结
• 第6章 嵌入式WEB服务器平台的搭建
• 6.1 嵌入式WEB服务器技术
• 6.1.1 服务器端技术CGI
• 6.1.2 客户端技术AJAX
• 6.2 嵌入式数据库SQlite
• 6.2.1 嵌入式数据库概述
• 6.2.2 SQlite数据库移植
• 6.2.3 SQlite数据库编程
• 6.3 嵌入式Web服务器的实现
• 6.3.1 总体架构与流程
• 6.3.2 监控页面功能划分与实现效果
• 6.3.3 Web服务器相关功能的实现
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
• 致谢