5-15km遠(yuǎn)距離模塊專(zhuān)業(yè)廠家遠(yuǎn)程家庭組WiFi監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于消防、智能建筑等行業(yè)，并逐漸成為社會(huì)各行業(yè)安防的重點(diǎn)。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外已有智能家居、智能小區(qū)等內(nèi)容產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)，如海爾網(wǎng)絡(luò)家電等，廣泛應(yīng)用于各國(guó)家庭。伴隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也越來(lái)越高，開(kāi)始逐步采用智能家居。為適應(yīng)人類(lèi)居住環(huán)境的需要，智能家居領(lǐng)域的研究者開(kāi)始了研究?？梢酝ㄟ^(guò)5-15km遠(yuǎn)距離模塊專(zhuān)業(yè)廠家WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境。

設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高了人們對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的需求。對(duì)現(xiàn)代家庭環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能和要求進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)基于5-15km遠(yuǎn)距離模塊專(zhuān)業(yè)廠家WiFi的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)組成了家庭環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，主要由無(wú)線通信模塊、終端節(jié)點(diǎn)、嵌入式系統(tǒng)和智能手機(jī)組成。該系統(tǒng)終端節(jié)點(diǎn)可以使系統(tǒng)中的氣體濃度、煙霧濃度等超出設(shè)定的閾值信息和水浸、入侵等信息，采用無(wú)線模塊對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線接收。該嵌入式系統(tǒng)是系統(tǒng)核心，它是作為ROM中控制程序存儲(chǔ)的嵌入式處理器控制板。嵌入式系統(tǒng)通常在預(yù)定的任務(wù)中執(zhí)行具有特定要求的片上計(jì)算機(jī)，只是對(duì)于一項(xiàng)特殊任務(wù)，設(shè)計(jì)者可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以減少其尺寸和成本。在這些系統(tǒng)中，用微波爐、錄像機(jī)、汽車(chē)、手表等數(shù)字接口設(shè)備使用了嵌入式系統(tǒng)，有些也有操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)是通過(guò)單一的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

硬件采集和WiFi發(fā)送采用單片機(jī)芯片進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，使其成為控制的核心設(shè)備。采集溫度、濕度信息，全面監(jiān)控天然氣與煙霧濃度的安全狀況，攝像機(jī)可以采集來(lái)訪者的圖像。采用芯片實(shí)現(xiàn)，采集全部信息進(jìn)行處理，并將其發(fā)送到Web服務(wù)器上，USR/WIFI232/T模塊將集成IEEE802.11b/g/nWiFi模塊，能將RF收發(fā)單元、基頻芯片與MAC有效集成，其中嵌入固件支持WiFi協(xié)議與配置。此外，它也具有傳輸模式和命令模式，透?jìng)鹘M網(wǎng)方式更簡(jiǎn)單，傳輸速度更快，也可以實(shí)現(xiàn)AT命令的發(fā)送，用HTTP協(xié)議完成數(shù)據(jù)的打包、傳輸，并通過(guò)PFP文件中信息的正確傳輸。溫度濕度傳感器的設(shè)計(jì)主要是為了收集室內(nèi)的溫濕度信息，此時(shí)傳感器可以同時(shí)采集溫、濕度信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字信號(hào)的輸出，利用先進(jìn)傳感技術(shù)，采集技術(shù)及數(shù)字化模組制作產(chǎn)品，以減少功耗和體積。煙感傳感器利用廚房煙霧濃度指標(biāo)對(duì)煙霧濃度傳感器進(jìn)行檢測(cè)，以避免意外發(fā)生火災(zāi)。感煙傳感器分為離子型、光敏型和氣敏型。在三種方法中，氣敏傳感器的靈敏度高，因此采用氣敏傳感器來(lái)平衡煙霧。采用型氣敏感煙傳感器可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)廚房?jī)?nèi)的煤氣泄漏引起的火災(zāi)事故。感煙傳感器包括數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸出和模擬量電壓輸出，根據(jù)系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸出。簡(jiǎn)言之，假設(shè)環(huán)境中煙霧濃度超過(guò)此閾值，該模塊輸出低電平；若濃度和煙比較低，則輸出高電平。

遠(yuǎn)距離模塊專(zhuān)業(yè)廠家WiFi感知節(jié)點(diǎn)WiFi傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、供能模塊和無(wú)線通信模塊組成。傳感模塊實(shí)現(xiàn)了SH和L2等傳感器的集成，并采集監(jiān)控區(qū)域信息。這些信息是數(shù)字信號(hào)輸出，無(wú)需A/S轉(zhuǎn)換。該無(wú)線傳感器采用功率小、集成度高的SoC芯片，完成傳感器節(jié)點(diǎn)的處理、存儲(chǔ)和收發(fā)操作。用DC3.6V5電池供電，可為傳感器節(jié)點(diǎn)提供正常工作所需的能量。GS芯片采用兩個(gè)ARM7處理器，其中一種屬于應(yīng)用處理器，在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)FLASH和SRAM等內(nèi)存集成，外擴(kuò)GPIO、I2C、ADC等兩個(gè)接口，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集與模擬信息的接收。

主機(jī)設(shè)計(jì)服務(wù)器端采用C++和MFC語(yǔ)言編寫(xiě)，對(duì)5-15km遠(yuǎn)距離模塊專(zhuān)業(yè)廠家WiFi模塊發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器與WiFi系統(tǒng)之間的交互，包括數(shù)據(jù)處理、端口監(jiān)聽(tīng)、用戶界面等。使用者介面能顯示W(wǎng)iFi和服務(wù)器的連通性，并顯示搜集到的資料，資料展示是否會(huì)成功保存。采用套接字方法，使端口監(jiān)聽(tīng)部分監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)端口，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)獲得網(wǎng)絡(luò)信息包請(qǐng)求到達(dá)，生成套接字與數(shù)據(jù)包的連接。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^(guò)程中，數(shù)據(jù)處理采用了解析和解包的方法，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸過(guò)程中，向包中添加了0Xdd0X01，用0Xcc0X01表示天然氣、溫度值、延遲等傳感器數(shù)據(jù)，用0Xcc0X01對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的處理。主機(jī)可以在啟動(dòng)云服務(wù)器后監(jiān)聽(tīng)WiFi客戶的連接請(qǐng)求，等待數(shù)據(jù)接收和處理。

該部分服務(wù)器數(shù)據(jù)監(jiān)控包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)接口、Web界面和命令發(fā)送接口等，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)界面發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)屬性要求修改時(shí)，向傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送修改屬性命令。讓封裝數(shù)據(jù)發(fā)送到Web界面，響應(yīng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)操作，并記錄日志，接收Web接口發(fā)出的數(shù)據(jù)庫(kù)索引請(qǐng)求，提取數(shù)據(jù)到Web界面，封裝相關(guān)信息。在啟動(dòng)服務(wù)器后等待客戶機(jī)請(qǐng)求，客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器接收請(qǐng)求并判斷請(qǐng)求類(lèi)型，主要的請(qǐng)求類(lèi)型包括控制WSN命令、歷史查詢、室內(nèi)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等。當(dāng)服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)了客戶請(qǐng)求室內(nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控接收，服務(wù)器使用Socket來(lái)監(jiān)聽(tīng)WSN包。在監(jiān)聽(tīng)失敗的情況下，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)；在監(jiān)聽(tīng)成功后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析后，數(shù)據(jù)包向客戶端反饋，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)操作。當(dāng)實(shí)現(xiàn)其它類(lèi)型的請(qǐng)求接收時(shí)，服務(wù)器將處理不同的請(qǐng)求，服務(wù)器將處理后的結(jié)果反饋給客戶。完成接收服務(wù)關(guān)閉命令后，退出服務(wù)。試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)在灰度檢測(cè)過(guò)程中，采用了兩種方法，一種是普通的塵埃傳感器，第二種是加了卡爾曼濾波器的塵埃傳感器。塵埃傳感模塊在工作過(guò)程中降低了外部溫度、濕度、振動(dòng)、風(fēng)速等因素引起的誤差，提高了整個(gè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。二種方案采用同一單片機(jī)、時(shí)間和參數(shù)。包括本地服務(wù)器打開(kāi)操作和瀏覽器整體界面的UI顯示。為改善用戶體驗(yàn)，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了多種過(guò)濾方式，以改善人與人之間的互動(dòng)。

5-15km遠(yuǎn)距離模塊專(zhuān)業(yè)廠家遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于家庭環(huán)境，不但可以監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度、濕度狀況，而且可以控制家中空調(diào)、加濕器的開(kāi)關(guān)，以此來(lái)調(diào)節(jié)溫度和濕度，創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境。此外，傳感器還能檢測(cè)出煙霧濃度是否超標(biāo)，并利用人體紅外模塊實(shí)現(xiàn)家居安全?，F(xiàn)已投入使用，運(yùn)行效果良好，可以滿足用戶的使用要求。