基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)設計

肖娜

摘? 要： 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能化家居安防系統(tǒng)逐漸進入人們?nèi)粘Ｉ钪?，?gòu)建智能家居安防系統(tǒng)將有效防止偷盜、火災等災害對人們生命財 產(chǎn)造成威脅。文章基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一套適用的智能家居安防系統(tǒng)，以此達到減少偷盜、火災等情況對家庭經(jīng)濟、生命財產(chǎn)的損失。通過對該系統(tǒng)的 設計，以期提高家居安全，實現(xiàn)家庭安防智能化、遠程化。

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng);智能家居;安防系統(tǒng)

引言：物聯(lián)網(wǎng)（ Internet of Things， IoT ）即物與物的互聯(lián)[1] ，它采用 計算機技術(shù)、無線傳感器技術(shù)、? RFID，無線射頻識別技術(shù)等，以互聯(lián)網(wǎng)為基 礎，實現(xiàn)人與物、物與物的“交流”。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于智能家居安防 監(jiān)測，其目的是將家庭中的電器和生活設施連接在一起，實現(xiàn)視頻監(jiān)控、 智能防盜、智能照明、智能電器控制、智能門窗控制、智能影音系統(tǒng)控制 等功能。用戶可以通過計算機、平板電腦、智能手機等實現(xiàn)遠程實時控制 家中的燈光、窗簾、電器等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，將使人們的生活變得更 加舒適、智能，為人們提供了更安全、更便捷的家居生活體驗。

1 物聯(lián)網(wǎng)智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的應用意義

當下，人們的生活節(jié)奏越來越快，工作與市場方面的競爭越來越激 烈，人們將大量的精力投入到緊張的工作與學習中，無法抽出更多的時間 與精力去打理生活中瑣碎事宜，而家是人們的大后方，是溫馨的港灣，一 個好的家居環(huán)境，恰當?shù)臒艄?，合適的溫度、濕度，能夠自動化控制的窗 簾，人工模擬大自然的環(huán)境，能撫慰勞累的身心，讓人放松身心并得到調(diào) 整，而煙感器、燃氣泄漏監(jiān)測器、智能門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等能夠很 好的保障家居安全，即使無人在家時依然可以通過手機或是其他智能設備 查看家居環(huán)境中的狀況以及各電器設備的運行狀況，能夠有效提高異常情 況的處理速度，以避免進一步的損失，不僅能夠有效節(jié)約時間和精力，而 且能夠帶給人們更好的安全感。所以說，智能家居安防系統(tǒng)正是因應快節(jié) 奏都市生活情況下人們對安全、便捷、舒適家居氛圍的需要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 作為先進的生產(chǎn)力與智能家居安防理念相互融合，以人體工程學原理為依 托，再結(jié)合當下人們的個化化需求。通過將各種傳感以及感應設備嵌入智 能家居的子系統(tǒng)中，通過網(wǎng)絡的連接與傳輸，對家居設備進行監(jiān)測與管 理，從而更好的實現(xiàn)以人為本的全新家居生活體驗，使人們能夠全身心地 投入工作，從而更好的提高工作效率與生活質(zhì)量。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居安防系統(tǒng)設計分析

2.1? 煙霧檢測模塊

目前智能家居安防系統(tǒng)中采用的煙霧傳感器是MQ-2，其性能高、價 格低，能隨氣體濃度的變化而改變氣體傳感器的電導率。? MQ-2煙霧傳感 器能檢測到大多數(shù)的易燃氣體，并能通過電路與控制系統(tǒng)有效記錄氣體濃 度。? U1A計算器根據(jù)閾值設置電位計RP值和煙霧濃度，并發(fā)出模擬和數(shù)字 報警信號。其主要是通過VCC傳感器利用信號線路進入QM-N10進行分析 [2]，從而精心判斷，然后依據(jù)儲存的數(shù)據(jù)進行再分析，確定煙霧達到一定 閾值之后傳遞給控制中心，控制中心依據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)出預警。當室內(nèi)煙霧濃度 達到一定數(shù)值時，煙霧預警器就會響起，直到煙霧降低為止;或者當煙霧 上升到峰值的時候，控制中心將直接進行報警，降低了家里無人造成更大 財產(chǎn)損失的可能性。

2.2? RFID 門禁模塊

RFID射頻識別系統(tǒng)是一種非接觸式自動識別系統(tǒng)，由電子標簽、讀寫 器和計算機網(wǎng)絡構(gòu)成，它通過射頻無線信號自動識別目標對象，并獲取相 關(guān)數(shù)據(jù)。? RFID 射頻識別系統(tǒng)以電子標簽標識物體，門禁系統(tǒng)采用 RFID 讀 寫器對電子標簽進行識別，若電子標簽與設定值匹配，則視為匹配成功，? 打開門鎖;若不能正確匹配，則門鎖狀態(tài)不變。紅外檢測自動開門功能 利用紅外避障傳感器檢測有無人員到來，將數(shù)據(jù)上傳 Arduino，控制門的 開關(guān)。紅外避障傳感器主要由紅外發(fā)射器、紅外接收器和電位器組成。根 據(jù)物體的反射特性，若無障礙物，發(fā)射的紅外線會隨著其傳播距離而減弱 并消失;如果有障礙物，當遇到障礙物時，射線被反射并被紅外接收器接 收，觸發(fā)信號改變。

2.3? 火焰檢測模塊

紅外線接收器將火焰的亮度轉(zhuǎn)換成電信號，在60°角度范圍內(nèi)有高低 變化。當信號傳送到控制單元后，經(jīng)過LM393比較器與安全值比較之后，確定火焰強度，然后控制中心與處理單元依據(jù)結(jié)果作出反應。當室內(nèi)出現(xiàn) 明火時，在傳感器預感范圍內(nèi)，并且達到一定閾值的時候，將連通消防噴 水器，對其進行滅火處理，并發(fā)出警報聲，提醒用戶逃離或者進行火災救 助。但是，當火勢得不到控制時，火警檢測模塊將通過無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇?制中心，控制中心將依據(jù)儲存數(shù)據(jù)進行報警處理，這樣極大保障了火災出 現(xiàn)時能及時聯(lián)系消防隊伍進行救助，保障用戶生命財產(chǎn)安全。

2.4? 人體檢測模塊程序設計

在啟動安防系統(tǒng)狀態(tài)下，通電約1min的初始化時間，調(diào)用延時抗干擾 程序，之后進入安全監(jiān)控掃描。因為系統(tǒng)采用可重復觸發(fā)方式，所以當單 片機 P1.5口掃描到高電平時，報警燈亮觸發(fā)蜂鳴器報警并顯示，之后延時 大約3s，短信模塊檢測到短信控制命令，進行遠程報警。

2.5? 溫濕度檢測及調(diào)溫模塊

溫濕度檢測電路的核心是 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器。? DHT11數(shù)字溫濕 度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專 用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有極高的可靠性與卓越的長 期穩(wěn)定性。其由一個電阻式感濕元件和一個 NTC 測溫元件構(gòu)成，可同時測 量采集溫度數(shù)據(jù)和空氣濕度數(shù)據(jù)，向處理器輸出數(shù)字信息[3]。在通過傳感 器采集數(shù)據(jù)后，經(jīng)過信號處理，將溫濕度信息顯示在顯示屏上。本系統(tǒng)還 配備有自動降溫裝置，當溫度高于設定值時，自動開啟電風扇進行降溫，? 并隨溫度的高低調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)能實時監(jiān)測室內(nèi)溫濕度并在溫度高于 26℃時啟動電風扇降溫。當溫度高于26℃時，風扇為低風速;當溫度高于 28℃時，風扇提速為中風速;當溫度高于30℃時為高風速，風扇滿功率運 行降溫。

3 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)工作中有布防模式和撤防模式兩種，兩個模式主要是為防止用戶 在家的情況下誤觸發(fā)警報。打開電源給系統(tǒng)供電，當家中沒人的狀況下按 下布控按鈕，整個系統(tǒng)進入延時掃描狀態(tài)，實時檢測各傳感器的信號。當 室內(nèi)有人入侵時，人體紅外感應傳感器的紅外探頭檢測到信號，輸出高電 平，由于采用的是可重復觸發(fā)方式，只有當人體離開時才會從高電平變?yōu)?低電平，? 此時報警系統(tǒng)工作，? 蜂鳴器響起。大約3s之后，? SIM900A 模塊檢 測到單片機的短信控制指令后，立即向用戶發(fā)送“室內(nèi)有人”的短信息，? 告知家里有人入侵。同樣的，當家中出現(xiàn)火災時，煙霧傳感器和火焰?zhèn)?感器采集到信號，與預先設定好的煙霧濃度值和光敏值作比較，高于設定 值之后，? 此時觸發(fā)報警系統(tǒng)，? 蜂鳴器響起，? 大約3s之后，? SIM900A 模塊檢 測到短信控制指令之后，向用戶發(fā)送“煙霧警報”和“火災警報”的短信 息，告知家里發(fā)生火災。

結(jié)束語：隨著信息化時代的全面來臨，智能家居以其舒適性、便捷 性、個性化、智能化等優(yōu)勢迎來新的發(fā)展機遇，智能家居已經(jīng)成為現(xiàn)代生 活的應用趨勢。隨著智能家居的應用普遍化，人們對家居安全提出了更高要求，智能家居安防系統(tǒng)成為智能家居系統(tǒng)的重要組成部分。

參考文獻：

[1]陳偉雄 .智能家居的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應用研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2020， 10（19）：164-165.

[2]王飛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應用分析[J].信息通信，2020，32（1）： 148-150.

[3]孫全寶.基于語音識別的智能家居系統(tǒng)設計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2020，10（7）：105-106.