【Ti CC3200 LaunchPad申请】智能小家

申请理由：将物联网应用于家居智能化是当前经济和社会发展的一个亮点。本文“基于
物联网的家居安防系统研发”为题，从于基于物联网的家居安防系统架构设计入
手，着眼于研究家庭用户通过电脑、手机等对家居的视频监控和家电控制的通用
技术，并实现一个基于物联网的家居监控系统。文章研究对于促进测控学科的发
展及实际应用、推广物联网技术、发展物联网学科、改善家居智能化具有重要意义
由家居监控系统需求分析，总结实现家居监控系统的四项技术：基于Wi-Fi
的家居互联技术、基于 Wi-Fi的家居无线视频监控技术、基于 GSM 的短信监控技
术、家居监控中心平台集成技术；同时，将家居监控系统架构划分为三层：感知
层、网络层、应用层，并根据 Wi-Fi 通信网络设计家居监控系统的感知层，根据
面向用户设计系统应用层。

项目描述：设定该号码的手机上，通知此警告信息，当然系统也会通过执行机构自主采
取一些适当措施来调节当前状况。当温度恢复正常的时候，系统又会处于正常状
态，实时的采集温度并显示出来，实现对整个系统的监控。
同样的通过人体红外感应部分可以检测到在一定范围内是否有人靠近系统，
当有人靠近系统设定的范围系统就会声光报警并通过定手机号码与系统构成一
个防盗机制，类似的系统与烟雾检测部分构成了一个防火机制，与门磁开关也
是一样构成防盗机制。
视频采集涉及到摄像头的选取，图像处理的传送，一般而言，摄像头包括
CMOS 和 CCD 类，而 COMS 摄像头对图像处理有自己独特的优势，可以实现
网络视频监控。从而实现对家庭内部系统全面的实时监控。系统原理框图如下图
2.1 所示：
图 2.1  系统原理框图
系统原理框图表明系统的连接关系，清晰的表明各功能模块之间的联系及
各功能模块的作用，通过红外遥控输入信息，采用温度采集，人体感应，烟雾
检测，门磁开关等模块采集当前状态，通过显示部分显示相关的参数信息和状
态信息，通过GSM部分发送短消息，如果检测到模块的触发信息，则进行声光
报警，利用监控系统将家中情况通过互联网传输给用户，用户可通过无线网络
看到自己室内的情况。我们利用短信通信和互联网技术结合在一起，能更好的随
6 6并且通过GSM将此异常信息通知给用户，当用户得到通知后，会采取一些措
施和行动来应对此信息，从而为生产生活提供便利，在发生不良情况时最大限
度的给用户减少损失。在此思想的指导下，将每个模块单独设计，于是依次确定
温度传感器、CC3200模块、显示模块、GSM模块、红外模块、烟雾传感器模块 视
频监控模块 独立供电系统等。当确定各个模块后，就需要单独的实现各模块并
对每个模块进行电路分析，最后将所有模块整合在一起并进行系统调试若是没
有问题则该系统就形成了。
.1.3.1 主要解决的问题
该系统集视频监控、红外检测、烟雾检测、温度采集与声光报警于一体的家庭
安防系统，通过DS18B20温度传感器实时采集温度信息，通过 LCD12864显示
温度信息，形成简易的菜单界面。还可以通过内置Wi-Fi进行联网控制，可以通
过红外遥控键盘设置温度上下限，可以设置所发短信的电话号码，可以随时手
动发送当前温度信息给所设定号码的手机。如果当前采集到的温度超过温度上下
限，系统将会声光报警并且将温度和警告信息发送到手机上，当红外模块检测
到有陌生人闯入系统也会发生报警并发送短信，当烟雾传感器检测到烟雾信号
系统亦会报警并发送短信，本系统将实现如下功能：
（1）正确实时地采集到当前温度，并显示出来。
（2）当采集到的温度信息超出所设定的温度阈值的时候，将声光报警并且
以一定的方式通知用户。
（3）建立一个良好的人机接口，使整个系统更加实用。
（4）利用物联网和Wi-Fi来实现远程监控，达到实时监控的目的。
（5）防盗报警。
（6）防火报警。
1.3.2 设计内容简介                           
基于CC3200的家庭安防系统由以下几个部分构成： GSM部分，执行机构，
显示部分，人体红外感应部分，温度采集部分，烟雾检测部分，主控制器部分，
门磁开关部分，红外遥控部分，视频采集部分，独立供电部分。
通过温度传感器将当前的温度采集进入主控制器部分并显示出来，在主控
制芯片下利用红外遥控和显示部分设计一个简单菜单，可用红外遥控器输入手
机号码，也可手动控制红外遥控器发送短信。可用遥控设置温度的范围，当采集
到的温度超出范围，系统将会声光报警并且把当前的温度通过GSM部分发送到
5 5的应用非常方便，应用这种技术是特别有意义的。
（5）传感器技术在生活中应用也越来越广泛它是促进电子产品智能化的关键环
节之一，研究它的应用具有重要意义。
1.2 所涉技术发展现状
本系统是在CC3200的平台上利用传感器采集相关信息,利用物联网和Wi-Fi
来实现远程监控，从而达到安防的目的。其中，传感器采集信息需涉及到许多高
效的测量方法。鉴于测量方法有很多种，这就需要我们对测量方法的原理及特点
有较强的综合运用能力，如结合被测对象，所处于的环境，来选择合适的方法
进行测量才能完成。在恶劣的条件下，保证准确高效的检测还存在着许多的问题
1.2.1 国内外技术发展
在国外，物联网技术被誉为最具有创新思想的技术，在家庭安防系统中将
逐步联合GSM短信通知来集成安防系统，通过APP手机端和电脑客户端，不
仅可以构建一个更友好的界面操作菜单，还可以通过无线控制信道进行传输，
实现无线视频监控等，GSM短消息业务不需要拨号建立连接，由短消息中心再
发送给最终的信宿。还将在某一部分更加适合报警通知，在当今的信息时代，手
机的应用如此广泛，短消息更为大家所熟悉。将需要测量的温度正确采集后发送
到手机，方便人们的生产生活，还需要进一步的实现和优化。
在国内，网线光纤也已经走入了大部分平常老百姓的生活，现在各城镇除
少部分农村外都已建成了有线网络，这为智能家居和安防系统，在远程界面的
操作上。有了更加便捷的方法和更良好的保障。
1.2.2 存在的技术问题
家庭安防系统应用到温度采集、视频采集 、和入侵声光报警等技术，而这些
技术相对于目前的物联网发展形势来看，要想和物联网整合应用到整个安防系
统中，需要对 Wi-Fi 模块和这些传感器的模块做一些通信技术处理，比如视频
采集的存储，温度采集的显示，都需要较强的存储器和网络处理器，从而对硬
件上的要求较高，这对目前国内技术而言，仍然是一项巨大的技术难题。
1.3 创新点
基于无线网络和GSM的家用安防系统旨在当温度异常，出现烟雾，火灾报
警，或有陌生人闯入的时候，利用无线 WI-FI视频监控摄像头进行实时图像监
4 4随着物联网技术的高速发展，远程无线控制在智能家居方面的应用也将逐
渐臻于成熟，智能家居是现下的发展趋势，而家庭安防更是智能家居的重要组
成部分与人生活有着密切的关系。随着科学技术的发展, 家庭安防系统正朝着微
型化、低功耗、数字化、智能化这几个方面发展，而CC3200在原本的CC3100上
增加了 80MHZ Cortex-M4核，CC3200 却在休眠模式的低功耗处理上迈出巨大
一步，在射频发射和瞬间接收也实现了低功耗。
基于Wi-Fi的无线通信技术正悄然的改变着我们的生活环境和生活方式。应
用无线通信技术用作安防不仅美化了我们的环境，而且增强了安全性，带来了
巨大的社会经济效益。另外，无线应用和物联网的结合也是促进现代化和信息化
的动力之一，两者的结合将使我们的生活变得更加的简单，更加的智能化。由此
可见，无线通信技术的应用现已成为我们生活中一个不可缺少的重要组成部分
遥控技术是指针对具有一定距离的被控目标实施控制。按照传统遥控信号媒介的
不同，有线遥控一般是利用金属导线或者光纤作为传输媒体。而无线遥控是不用
导线在空间传播。
1.1.1 设计的目的和意义
（1）研究家庭安防具有重要意义，智能家居是现下的发展趋势而家庭安防更是
其中的重要部分在此基础上发展就能实现智能家居。
（2.）采用GSM无线通信技术来传输信息是非常有意义的。在现实应用中很多
的信息需要传输出去，如果拥有一种比较成熟、稳定、成本低的无线通信技术来
传送这些重要的信息，如短信通知到手机报警，这将大大的改善我们的生活环
境，方便我们的生产生活。
（3）采用Wi-Fi进行各模块的通信也是很有必要的，如果在各模块之间进行通
信利用有线连接，会受到路径的限制，并且在模块维护的时候由于线材的相互
缠绕很难进行维护。而Wi-Fi通过WPA2-PSK加密方案不用担心Wi-Fi安全问题
并且在一定范围内会使各模块形成良好的相互协作，可以良好的维护。
（4）遥控技术在生活中的应用并不陌生，这种技术早已成熟并且被广泛应用，
3 3时监控家中情况，不会因为系统误报给用户造成困扰。