基于Wi-Fi的无线智能门铃系统设计

         家庭网关是无线网络的中继传输装置,可以由一个无线路由和一个配套的ARMLinux嵌入式系统组成。ARMLinux嵌入式系统的作用是设定监控现场无线路由的IP地址,并且接收监控现场的数据,并传送给无线路由。无线路由是目前常用的一种无线传输装置,通过它分配所有系统涉及的IP地址,并且将接收到的数据传送给监控服务终端。

         4·监控服务终端的设置

         监控终端分为两种:手机终端和计算机终端。

         (1)手机终端设置:调整手机Wi-Fi网卡,设置IP,连接无线路由,调用相应的播放软件,对监控现场进行实时监控。并且可以进行互动交流。

         (2)计算机终端设置分为两种情况:室内进行监控和室外进行监控。

         室内监控:调整计算机Wi-Fi网卡,对计算机设置无线IP,接收无线路由传送数据,调用相应的播放软件,即可实现对监控现场的实时监控。并且如果计算机终端附带麦克风和摄像机,还可以对监控现场进行双向交流。

         室外监控:可以通过设定家庭网关,对监控现场实施监控。家庭网关是一个人机交互的Web界面,使用户可以通过Internet了解监控现场信息,实施实时监控。

 
          5·软件设计思路

         (1)网关设置,网关流程图如图3所示:

 

           网关设置涉及的函数大约有如下几个:
 

          Main(); 主函数, 网关的入口地址
 

          CenterGateWay; 实例化的ClientManage和DeviceManage对象
 

          getServerManage; 返回ServerManage对象,用于监听客户端的控制指令
 

          getDeviceManage;返 回DeviceManage对象,用于监管设备信息
 

          (2)监控现场设置,监控现场流程图如图4所示: 
 

          (3)监控服务端设置
 

          Configure类的主要作用:根据配置文件的信息,解析并提取相应的Socket连接参数。该类所用的方法及其功能如下所示:
 

          Configure();该方法是类的构造,调用了readConfigurePropertyFile()
 

          getConfigure();实例化的Configure类的对象
 

          readConfigurePropertyFile();从Configure,Properties文件中读取数据
 

          (4)服务器端程序DeviceManager类的设计
 

          DeviceManager类的主要作用:提取存储在db4o数据库中的设备信息,并把它转化为便于网络传输的xml文件,同时该类还有实现添加和删除设备信息的功能。该类所用的方法及其功能如下所示:
 

          DeviceManager();构造函数,调用initDevice()方法
 

          initDevice();初始化设备信息;
 

          getDevicesManager();实例化DeviceManager,用于网关类调用
 

          getAllDevices();从数据口中获取设备
 

          DeviceObjeceToXML();把设备对象信息转化为XML文件,用于设备传输
 

          AddDevice();添加设备到数据库中
 

          DelDevice();从数据库中删除指定的设备
 

          (5)服务器端程序ServerManager类的设计
 

          ServerManager类的主要作用:根据Configure类返回Socket连接参数创建ServerSocket端口监听,然后再根据CenterGateWay调用DeviceManager类初始化设备信息返回的xml文件信息,向客户端(手机)发送设备信息以便客户端进行UI初始化,同时监听客户端发送的操作指令进行相应的设备操作,并返回反馈信息给客户端。该类所用的方法及其功能如下所示:
 

          ServerManager();构造函数,用于开辟一个端口监听客户端的连接请求
 

          getServerManager();实例化类ServerManager
 

          startMonitorClinet();开始监听客户端的请求
 

          Run();该线程用于实现连接请求
 

          ClientThread用于向客户端发送设备信息,同时调用analyzeAndExcuteCommand();
 

          analyzeAndExcuteCommand();用于解析客户端发送的控制指令
 

          6·软件的使用

          (1)系统运行的软件环境
 

          对于此类嵌入式设备,需要JAVA虚拟机CVM。可以通过ARM-LINUX工具链来编译此虚拟机,也可以用现成的虚拟机。jdk1·4·2(LINUX下的版本),CVM源代码等。
 

          此类实现的CVM手册上有详细的介绍。同时嵌入式设备必须装载外围的驱动程序。
 

          (2)软件运行的硬件环境
 

          客户端:对于手机平台,要求该手机能支持JAVA平台运行环境,并且需要手机有Wi-Fi网卡及其相关设备。对于计算机平台,要求其具有微软WINDOWS2000或其以上版本的操作系统,并且安装Wi-Fi网卡及其驱动设备。
 

          服务器:需要具有InterXscalePxa270芯片的处理器或其高版本设备。
 

          (3)软件安装
 

          客户端程序是把手机模块的可执行程序装入能支持JAVA平台的手机中。计算机的需要确定操作系统支持JAVA系统,安装JAVA虚拟机。
 

          网关程序的安装就是把嵌入式系统模块的可运行程序与CVM一起烧到嵌入式系统中的Flash中,同时也要把外围设备的驱动程序烧到32M的Flash中。
 

          (4)软件程序的操作
 

          根据我们制定此系统的目的,减轻客户端操作时间和空间。操作的主要步骤是客户终端中,而功能的实现全部在网关中实现。预期目标是视频数据的流畅传输和实时同步传输。操作步骤如下:
 

          ①启动所有设备。②连接网络,通过路由器自动分配给每个系统独立的网址。③操纵客户端软件,打开门铃系统的摄像机和麦克风,并且进行监听。④如果操作正常,可以同步流畅的观察监控现场的实时图像。否则,返回相应的出错提示。
 

          三、结束语

          本文通过将Wi-Fi标准和ARM芯片结合起来,形成一个以ARM芯片为载体,Wi-Fi标准为传输标准的一个家用无线智能门铃系统,本系统集门铃、监控、报警等功能于一身,具有很强的实用性能,也为以后家庭建立局域网做一个示范。在以后的应用中,不仅仅是家庭中的门铃系统,其他一切智能家电产品都可以纳入到这个无线网络中,因此具有良好的扩充性能。另外,由于Wi-Fi标准的实用性和ARM系统的稳定性,本文中论述的系统还可以应用于商场、公共汽车等公共场合和交通工具中,成为以后公共局域网和移动局域网的一个发展方向。