一種基于Wi-Fi的低功耗報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)(上)

　　1 引言

　　目前市場上，面向室內的防盜報警產(chǎn)品一般分為兩種，一種是攝像監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)雖然有聯(lián)網(wǎng)等功能，但其安裝、布線以及供電較為復雜，并需要專用設備，價格也較高;另一種是紅外檢測報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常靈敏度較高，能快速發(fā)出警報聲，但功能簡單，一般沒有Internet連接、手機綁定等功能。但是對于許多諸如家庭、博物館、實驗室等室內應用場合，人們更希望有一種體積小巧、安裝簡單、使用壽命較長、能夠聯(lián)網(wǎng)并且與手機等智能終端綁定的防盜報警裝置。因此，對于嵌入式低功耗Wi-Fi報警系統(tǒng)的研究，具有較大的實際意義。

　　本文通過對家居環(huán)境特點的分析以及現(xiàn)有的幾種短距離無線通信技術和遠程控制技術的比較，本文提出了一種基于Wi-Fi技術的低功耗實時報警系統(tǒng)。

　　2 系統(tǒng)總體方案設計

　　如圖1嵌入式低功耗Wi-Fi實時報警系統(tǒng)框架所示，該報警系統(tǒng)主要由若干個Wi-Fi報警裝置、無線路由器網(wǎng)關、嵌入式云服務平臺、智能終端共同組成。

　　2.1 嵌入式Wi-Fi報警裝置

　　嵌入式Wi-Fi報警裝置主要由帶有Wi-Fi射頻前端的低功耗微控制器CC3200和三軸加速度傳感器構成。三軸加速度傳感器對被測物體的位移信息進行采集。TI CC3200主要是利用其片上的Wi-Fi通信模塊，實現(xiàn)報警裝置與物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺的信息交互，并充分利用CC3200微控制器的低功耗特性，盡可能降低設備功耗。圖2為無線路由器網(wǎng)關和架構圖。

　　2.2 嵌入式云服務平臺

　　嵌入式云服務平臺通過為用戶提供完整的系統(tǒng)API接口， 實現(xiàn)與嵌入式終端設備的數(shù)據(jù)通信。當各種設備實現(xiàn)網(wǎng)絡化后，設備將自動鏈接至云服務器。同時，用戶可以通過PC機、智能手機等訪問云服務網(wǎng)站，實時查看嵌入式終端設備的相關數(shù)據(jù)，并對其進行監(jiān)控。圖3為嵌入式云服務平臺的系統(tǒng)架構圖。其主要功能包括：

　　● 實時數(shù)據(jù)交互——在嵌入式設備和應用之間，提供多種格式的雙向實時數(shù)據(jù)交互;

　　● 監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析——自定義通知和提醒規(guī)則;歷史數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)分析提供支持。

　　2.3 智能終端

　　通過智能終端的客戶端應用程序的開發(fā)，實現(xiàn)智能終端與云服務器之間的數(shù)據(jù)交互，然后通過云服務器，實現(xiàn)智能終端在 Wi-Fi 和 3G/4G 兩種無線網(wǎng)絡環(huán)境下，隨時隨地對多個報警裝置進行實時監(jiān)控。此次設計將利用Android智能手機開發(fā)平臺，開發(fā)一款手機客戶端應用軟件(APP)。