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

0 引言
    物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)和信息傳輸?shù)囊豁椥录夹g(shù)，通過信息傳感設(shè)備，將物體與人類社會連接起來，從而實現(xiàn)物物信息交流。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會的進步，人們對家居環(huán)境軟硬件的要求不斷提高。過去幾年，智能家居在中國乃至世界發(fā)展速度迅猛。短短幾年的發(fā)展，市場上涌現(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)測系統(tǒng)的研究具有重大的現(xiàn)實意義和很大的研究空間。另一方面，隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，人們對現(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單片機及SIM300無線通信模塊構(gòu)成數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送系統(tǒng)，能夠連續(xù)實時地對現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)控，并通過GSM／GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)，將異常信息及時反饋。

1 基于單片機的智能監(jiān)控系統(tǒng)
1．1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
    為了實現(xiàn)對家居環(huán)境防火等的智能監(jiān)控，設(shè)計了以單片機為主控制器，以無線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，室內(nèi)空氣的溫度會發(fā)生變化，煙霧及有毒氣體等的濃度等級也會有明顯的變化，可以通過相應(yīng)的傳感裝置進行室內(nèi)信息的實時采集。
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：傳感器測量和特征參量的提取、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信號的處理、識別與決斷。傳感器測量部分由各傳感器實現(xiàn)對溫度、煙霧濃度和CO濃度等的測量，檢測到的信號經(jīng)過預(yù)處理和特征提取后，變成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠識別處理的輸入信號，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能化處理后計算出火災(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，是進一步提高可靠性和減少誤報率的關(guān)鍵所在。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有很強的環(huán)境適應(yīng)性、學(xué)習(xí)能力、容錯能力和并行處理能力，使信號處理過程更接近于人腦的思維活動。當(dāng)輸入輸出關(guān)系無法用具體的函數(shù)表達式來描述時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法通過學(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，以達到智能的效果。

2 人機遠程交互實現(xiàn)
    GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來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：更有效的利用無線網(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115kbps；計費方式更加靈活，可以支持按數(shù)據(jù)流量來進行計費；GPRS還能支持在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r進行語音通話等。
    本系統(tǒng)采用GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)進行報警內(nèi)容的遠程傳輸。該功能由SIM300模塊來實現(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)報警信號時，單片機通過發(fā)送AT指令給SIM300將事先編程好的報警內(nèi)容發(fā)送到戶主手機上實現(xiàn)無線報警功能。

    發(fā)送短信時，首先要對串口進行初始化，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)格式編碼實現(xiàn)，發(fā)送AT指令給SIM300模塊，實現(xiàn)信息的發(fā)送，最終將信息以中文形式發(fā)送到戶主手機上。同時，戶主可以發(fā)送短信給SIM300模塊，然后通過單片機控制家庭設(shè)備，比如開窗、關(guān)閉家用電器等，從而實現(xiàn)了人機的遠程交互。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
    本系統(tǒng)設(shè)計以市場為導(dǎo)向，以科研項目為背景，以實際工作需要為目的，更多地從實際應(yīng)用的角度來研究設(shè)計了室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)實現(xiàn)了基于GSM／GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，具有較強的實用性和先進性，其方法可推廣到其它領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。