基于物联网的嵌入式室内安防监控系统的研究与设计

摘要

物联网技术是当今国家大力发展的一项技术，也是当今国内外研究的重点。目前基于物联网的各种应用层出不穷，人们也都迫切的希望物联网技术能像计算机技术、互联网技术那样带来一种全新的体验。物联网应用于家居智能化更是当前经济和社会发展的一个亮点。本文选取了当前人们比较关心的基于物联网技术的室内环境监测、远程监控、安防等几个方面进行研究，探索开发物联网技术在智能家居领域的具体应用。
　　论文简要介绍了国内外物联网的发展研究现状，重点研究了基于物联网的室内安防监控系统的关键技术，在分析现有智能家居监控系统的基础上，借鉴其成功经验，给出了一套完整的嵌入式室内安防监控系统解决方案。
　　本系统由嵌入式开发平台三星S5PV210开发板，ZigBee无线CC2530模块，Atmega128单片机最小系统，GSM/GPRS通信模块，USB摄像头以及外围控制电路组成，主要对室内的环境、视频进行远程监视，以及对室内设备进行远程控制。其中ZigBee无线传感器网络进行入境检测和环境检测，室内一旦出现危险情况，系统通过GSM模块发送信息或者拨打电话提醒用户，用户可以远程登录系统，远程查看室内视频，远程控制室内设备，及时处理危险情况。
　　本文给出了系统的整体设计方案，对系统的软硬件方面进行了详细设计。经实物系统的软硬联调测试表明:系统能实现入境检测和环境监测并对危险情况进行报警，远程用户可以利用移动终端设备或PC机进行远程视频监视和远程智能控制家居设备，系统智能化、数字化程度高，用户交互性好。

目录

声明

摘要

插图索引

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状和趋势

1．2．1 国外物联网技术的研究现状

1．2．2 国内物联网技术的研究现状

1．3 论文研究内容及结构

1．3．1 论文主要研究内容

1．3．2 论文组织结构

第2章 安防监控系统的关键技术

2．1 物联网技术

2．2 ZigBee技术

2．3 嵌入式系统

2．4 本章小结

第3章 系统总体设计方案

3．1 系统功能需求分析

3．2 安防监控系统的总体设计方案

3．3 嵌入式微处理器的选择

3．4 嵌入式操作系统的选择

3．5 本章小结

第4章 系统硬件设计

4．1 系统硬件组成框图

4．2 嵌入式硬件设计

4．2．1 嵌入式核心板原理图设计

4．2．2 CW210开发板电源模块设计

4．2．3 CW210百兆网卡模块设计

4．3 ZigBee无线传感器子模块硬件设计

4．3．1 CC2530核心板设计

4．3．2 CC2530底板设计

4．4 单片机控制子模块硬件设计

4．4．1 Atmega128单片机最小系统电路设计

4．4．2 继电器控制模块电路设计

4．4．3 报警器模块电路设计

4．4．4 窗帘控制模块电路设计

4．5 各模块通信接口电路设计

4．6 本章小结

第5章 系统软件设计

5．1 嵌入式软件开发环境的搭建

5．1．1 虚拟机的安装

5．1．2 tftp服务器与nfS服务器的搭建

5．1．3 交叉编译工具

5．1．4 Uboot的移植

5．1．5 Linux内核的移植

5．1．6 Linux根文件系统的移植

5．1．7 嵌入式串口通信软件设计

5．2 嵌入式互联网监控软件的设计

5．2．1 嵌入式WEB服务器的移植

5．2．2 嵌入式视频服务器mjpg-streamer的移植

5．2．3 CGI与HTML网页设计

5．3 ZigBee传感网络子软件设计

5．4 单片机控制子系统软件设计

5．5 各模块之间通信协议设计

5．6 系统软件设计思路与流程图

5．7 本章小结

第6章 系统测试

6．1 测试环境

6．2 测试准备

6．3 测试结果及分析

6．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A CC2530无线模块电路原理图

附录B Atmega28最小系统

附录C TB6560步进电机驱动电路

附录D CC2530无线模块读取传感器采样数据程序