摘要：文中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)溫度、煙霧和一氧化碳等傳感器將采集信號(hào)輸入中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，智能分析；處理結(jié)果通過(guò)GSM／GPRS無(wú)線通訊實(shí)時(shí)傳遞給該室主人進(jìn)行遠(yuǎn)程交互，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；室內(nèi)監(jiān)控；實(shí)時(shí)；無(wú)線通訊

0 引言
    物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)和信息傳輸?shù)囊豁?xiàng)新技術(shù)，通過(guò)信息傳感設(shè)備，將物體與人類社會(huì)連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)物物信息交流。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)家居環(huán)境軟硬件的要求不斷提高。過(guò)去幾年，智能家居在中國(guó)乃至世界發(fā)展速度迅猛。短短幾年的發(fā)展，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出的智能家居監(jiān)控產(chǎn)品種類繁多，層出不窮，其主要發(fā)展趨勢(shì)為網(wǎng)絡(luò)化、智能化、一體化、成本低廉化。
    目前智能小區(qū)的研究主要集中在商業(yè)大廈和辦公大樓的整體控制上，而對(duì)單戶型的室內(nèi)智能控制研究甚少，所以室內(nèi)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和很大的研究空間。另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)現(xiàn)代化居住和辦公的環(huán)境提出了更高要求，使得構(gòu)建智能小區(qū)的呼聲越來(lái)越高，而要構(gòu)建智能小區(qū)，室內(nèi)智能監(jiān)控系統(tǒng)必不可少。
    本文提出了一種基于GSM／GPRS的室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)，采用多路傳感器、C8051F040單片機(jī)及SIM300無(wú)線通信模塊構(gòu)成數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送系統(tǒng)，能夠連續(xù)實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)GSM／GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)，將異常信息及時(shí)反饋。

1 基于單片機(jī)的智能監(jiān)控系統(tǒng)
1．1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    為了實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境防火等的智能監(jiān)控，設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為主控制器，以無(wú)線MODEM為通信載體的智能監(jiān)控模塊。智能監(jiān)控系統(tǒng)的組成包括數(shù)據(jù)信息采集模塊、智能監(jiān)控模塊、GSM／GPRS通信網(wǎng)絡(luò)、用戶手機(jī)或智能監(jiān)控中心。智能監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

    本系統(tǒng)采用溫度傳感器、一氧化碳傳感器和煙霧傳感器，室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或發(fā)生有毒氣體泄漏時(shí)，室內(nèi)空氣的溫度會(huì)發(fā)生變化，煙霧及有毒氣體等的濃度等級(jí)也會(huì)有明顯的變化，可以通過(guò)相應(yīng)的傳感裝置進(jìn)行室內(nèi)信息的實(shí)時(shí)采集。
1．2 多傳感器數(shù)據(jù)融合
    圖2所示為基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多傳感器信息智能處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由三部分組成：傳感器測(cè)量和特征參量的提取、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)的處理、識(shí)別與決斷。傳感器測(cè)量部分由各傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、煙霧濃度和CO濃度等的測(cè)量，檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理和特征提取后，變成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別處理的輸入信號(hào)，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能化處理后計(jì)算出火災(zāi)發(fā)生的概率，再由控制器分析和判斷。

    智能化處理是該系統(tǒng)的核心部分，是進(jìn)一步提高可靠性和減少誤報(bào)率的關(guān)鍵所在。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、學(xué)習(xí)能力、容錯(cuò)能力和并行處理能力，使信號(hào)處理過(guò)程更接近于人腦的思維活動(dòng)。當(dāng)輸入輸出關(guān)系無(wú)法用具體的函數(shù)表達(dá)式來(lái)描述時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法通過(guò)學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、仿真，便可以模擬出輸入輸出內(nèi)在的聯(lián)系，以達(dá)到智能的效果。

2 人機(jī)遠(yuǎn)程交互實(shí)現(xiàn)
    GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式，GPRS在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載和支持上具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：更有效的利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道資源，特別適合突發(fā)性、頻繁的小流量數(shù)據(jù)傳輸；支持的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾矢?，理論峰值達(dá)115kbps；計(jì)費(fèi)方式更加靈活，可以支持按數(shù)據(jù)流量來(lái)進(jìn)行計(jì)費(fèi)；GPRS還能支持在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通話等。
    本系統(tǒng)采用GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行報(bào)警內(nèi)容的遠(yuǎn)程傳輸。該功能由SIM300模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，SIM300是一款三頻段GSM／GPRS模塊，能夠提供GSM短信發(fā)射通道等。該模塊內(nèi)部還集成了TCP／IP協(xié)議棧，并且擴(kuò)展了TCP／IP AT指令，便于用戶開發(fā)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。系統(tǒng)裝設(shè)SIM卡槽，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)，單片機(jī)通過(guò)發(fā)送AT指令給SIM300將事先編程好的報(bào)警內(nèi)容發(fā)送到戶主手機(jī)上實(shí)現(xiàn)無(wú)線報(bào)警功能。

    發(fā)送短信時(shí)，首先要對(duì)串口進(jìn)行初始化，設(shè)定將要發(fā)送短信的編碼方式，短信收發(fā)系統(tǒng)軟件將短信息中心地址、發(fā)送的目的地址、短信信息按照PDU數(shù)據(jù)格式編碼實(shí)現(xiàn)，發(fā)送AT指令給SIM300模塊，實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送，最終將信息以中文形式發(fā)送到戶主手機(jī)上。同時(shí)，戶主可以發(fā)送短信給SIM300模塊，然后通過(guò)單片機(jī)控制家庭設(shè)備，比如開窗、關(guān)閉家用電器等，從而實(shí)現(xiàn)了人機(jī)的遠(yuǎn)程交互。發(fā)送，接收信息的具體流程如圖3和圖4所示。

3 結(jié)束語(yǔ)
    本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以科研項(xiàng)目為背景，以實(shí)際工作需要為目的，更多地從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)研究設(shè)計(jì)了室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于GSM／GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和先進(jìn)性，其方法可推廣到其它領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。