基于Wi-Fi的无线智能门铃系统设计

在信息、通信、智能不断发展的今天,人们对于门铃的要求已经不仅仅是简单的提醒功能,门铃系统发展成为具提醒、防盗、安全等为一体的一个完整的智能系统。通过无线智能系统的管理,可以使我们能够更轻松方便的使用门铃及其附属功能。无线智能系统是以无线网络为主干,利用计算机、嵌入式系统和通信网络技术,将门铃系统与计算机等终端设备有机的结合起来。与普通的门铃系统相比,无线智能系统不仅使门铃系统保持了原来门铃的一系列功能,还增添了远程控制等新功能,并且无线智能系统脱离了各种线缆的羁绊,有很强的扩展性,本文仅是以门铃系统为例子说明。在合适的条件下,还可以将其它的家电并入无线智能系统,形成以住宅为平台,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境,也就是人们常说的智能家居(SmartHome)。无线智能系统的无线网络可以大致分为数据网络和控制网路两大部分,本文针对它的控制网络相关技术进行研究,建立了一种基于Wi-Fi技术的无线智能门铃。

    一、Wi-Fi技术

    1·Wi-Fi概述

    Wi-Fi全称WirelessFidelity,又称802·11b标准,它的最大优点就是传输速度较高,可以达到11Mbps,另外它的有效距离可达100m,完全满足了无线门铃的数据传输。

    2·Wi-Fi技术的优势

    第一,Wi-Fi的覆盖范围广。在已应用的技术中,其有效半径可达100m。而一些新型交换机的覆盖范围更是要加倍。

    第二,Wi-Fi的速度快。根据无线网卡使用的标准不同,Wi-Fi的速度也有所不同。其中IEEE802·11b最高为11Mbps(部分厂商在设备配套的情况下可以达到22Mbps),IEEE802·11a为54Mbps、IEEE802·11g也是54Mbps。

    第三,Wi-Fi的可兼容性好。现在计算机的无线网卡均是以Wi-Fi为标准的连接设备,而新型的智能手机也大部分具有Wi-Fi终端。

    第四,安全性与稳定性。虽然Wi-Fi有某些安全性的缺陷,但在智能无线门铃设计中,只要设定一系列的密钥,还是可以接受的。而Wi-Fi的稳定性是在无线网络中比较有质量保证的,完全可以满足设计的需要。

    二、基于Wi-Fi的无线智能门铃系统

    1·总体设计方案本系统的结构(见图1)

 从图1可以看出,无线智能门铃系统主要由家庭网关、监控服务终端(包括计算机终端和手机终端)以及监控现场组成。网络主要分为两个部分,室内网络和室外网络。

    室内网络由监控现场和无线路由之间的IEEE802·11标准的无线网络组成,家庭网关和计算机终端的有线或无线联接。

    室外部分由计算机终端和远程控制页面(即Web页面)之间的Internet网络组成。

    系统工作原理:首先由摁下门铃按钮,门铃震动或发出声响,提醒户主。户主启动监控服务终端,经由IEEE802·11b无线网络,发送指令到确定的IP地址,即监控现场电源开关,监控现场开始工作。在监控现场,打开摄像机、麦克风等输入终端,采集现场模拟信号。采集后的信号送入视频服务器中,视频服务器对模拟信号进行压缩编码,并且将数据送入缓冲区,等待家庭网关发来的联接请求。当家庭网关调用联接请求程序时,视频服务器读出缓冲区的音视频数据,同时启动发送模块,发送时,采用RTP协议①打包。模块读取缓冲区的视频流最好是以一帧为最小单位,如果数据比较长,在网络中传输不稳定,可以在打包前将帧进行分割,再进行打包处理。数据按照RTP协议打包完成之后,通过UDP协议②传送到家庭网关中进行传送。数据经由家庭网关,继续进行无线传送至监控服务终端。监控服务终端接收数据之后,按照数据传送的顺序和标志,重新对数据进行解压、组装,形成完整的帧结构。通过监控服务终端中的相对应的视频软件,对数据进行MPEG-4③解码,解码后的数据就是视频数据;同时对音频数据也进行相应的操作,得到相应的音频数据。通过监控服务终端调用播放模块的软件,进行实时播放,并且调用存储模块进行存储,以达到实时监控的目的。

    2·监控现场的设计

    设计思路:监控现场是由一个普通门铃、摄像机、麦克风和视频服务器组成的。普通门铃的作用是提示户主,进行监控。视频服务器是