大连东软信息学院 辽宁大连 116000
摘要：智能家居从20世纪末开始发展，到如今已经得到大规模普及，其蓬勃发展的势头，已成为挖掘的内在潜力，受到业界广泛关注。许多企业在产品研发、技术创新等方面展开了激烈的竞争，并通过相关产品的展示吸引消费者关注。在智能化建筑中，智能家居将不同的智能信息和楼宇环境信息综合分析应用，具有监测、传输、储存、判断和控制的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境三位一体的格局，为人们提供安全、舒适、便捷及可持续发展功能环境的建筑。智能安防系统一方面保障了用户自身的家庭财产安全，另一方面也保障了建筑楼宇本身的安全性。
关键词：物联网技术；智能家居；安防系统设计
引言
以往的智能家居包含了智能家电、灯光、安防和影音等各方面的控制，在上个世纪末和本世纪初期，它在各个国家得到了广泛的应用。可以说基于物联网技术的智能家居系统，是继智能穿戴产业后所引爆的一种凭借远程、无线技术作为主要载体的智能产业。它的业务范围包括远程监控、家庭医疗保健与监护、信息服务、网络教育和联合智慧社区、智慧城市等在内的各种项目的拓展应用。
1智能家居安防系统的功能划分
1.1智能家电系统
目前市场上大多数智能家居产品都是家电产品，主要通过在原来的一些家电上安装各种感应模块和无线控制模块，从而实现自身的智能化控制，可以根据可能产生的各种情况进行自身的调整，以达到在提高效率节约时间的同时，降低成本的目的。并通过物联网模块与网络相连，从而实现自身系统功能的升级、自身状态信息的采集与发送、生活所需物品的采购方案的制定和家庭生活费用缴纳的功能，为用户提供更加方便的生活。
1.2环境监控系统
生活环境的监控也是智能家居的一个重要的组成部分。环境监控主要是通过各种家电和专门的环境感知模块、无线控制模块实现的对家居环境的智能化感知与控制，可以通过感知环境的变化对家居环境进行调整，以提供较为舒适的环境，使用户获得一定的安全和幸福感。同时在这些基础之上，通过物联网模块与网络连接，还使得用户随时随地对家居环境有着绝对的了解和掌控，并可以通过自己的感受来调节自己希望的家居环境。
1.3安全防护系统
如何在无形之中给人们一种安全的生活环境也是现代智能家居安防系统应该考虑的一个重要方面。而安防系统通过各种安全报警传感器、环境监控感知模块与无线控制模块组成的对家居环境安全防护的全面感知，并对可能发生的或已经发生的安全防护问题发出报警。同时通过物联网模块向用户与安防机构发出警告，并将收集的准确信息实时传递到用户与安防机构。智能家居安防系统的这三个重要组成部分是相辅相成的，也是未来家居体验中不可或缺的，其中缺少任何一个环节都不能被称之为智能家居安防系统。
2基于物联网技术的智能家居安防系统设计策略
2.1系统硬件设计
智能家居安防系统中信号检测传感器采用MQ-2烟雾传感器、HC-SR501人体感应红外传感器、红外光敏构成的火焰传感器。控制采用STC89C52单片机，报警部分使用SIM900无线通信模块远程报警以及现场声光报警和液晶显示。
2.1.1烟雾检测模块
MQ-2烟雾传感器是一款应用广泛且低成本的高性能传感器，根据传感器中气敏材料电导率随检测到气体浓度大小的变化而进行输出。对于大多数易燃气体，MQ-2气体传感器的灵敏度较高，比较器U1A根据阈值设置电位器Rp的值和烟雾浓度高低输出模拟和数字报警信号。
2.1.2火焰检测模块
火焰检测通过红外线器件D0检测火焰，红外接收管在60°角度范围内将火焰的亮度转换成高低变化的电信号，通过LM393比较器与设定值比较后将信号送入控制单元，控制处理单元根据火焰强度做出响应，火焰检测及接口电路。
2.1.3无线通信模块
SIM900A是一款数据收发通信模块，嵌入功能强大的处理器ARM9216EJ-S内核，除了可以进行电话语音、发送短信/彩信，进行数据传输功能外，还可以进行DTMF解码、识别对方按键和本地语音播报，该芯片还有全功能UART接口。模块中的硬件设计采用高效开关电源优化，SIM卡采用微卡主流，模块有电源控制引脚，休眠状态功耗1.5mA，支持串口升级模块中的固件，当模块崩溃时，允许程序重新启动。
2.1.4人体感应模块
HC-SR501是一种通过红外控制的感应模块，当非法入侵时，传感模块输出高电平，否则输出低电平。具有强光干扰补偿和温度补偿，感应模块在通电后会有一定的初始化时间，在此期间，感应模块会在短时间内以一定的频率输出多次，之后才能进入侦测状态。在启动模块前需要设置合适的延时时间，其中RT1和CY1决定延迟时间。芯片的“A”引脚接高电平，模块设置为可重复触发。
2.1.5单片机控制中心
STC89C52单片机完成控制功能，根据烟雾、火焰、人体传感器检测，判断异常情况后蜂鸣器报警并显示，同时通过串口P3.0，P3.1驱动SIM900A进行远程短信息报警。单片机的P1.1，P1.2检测烟雾，其中P1.2检测烟雾的模拟信号，能够精确测定烟雾的浓度大小。P1.4通过火焰传感模块检测火灾情况，由烟雾和火焰共同决定火灾事故。P1.5检测非法入侵者信号。
2.2系统软件设计
软件设计是在硬件设计完成的基础上进行，运用KeilμVision2开发平台编译。包括安全检测程序、SIM模块初始化程序、发送短信程序、按键控制程序等。
2.2.1人体检测模块程序设计
在启动安防系统状态下，通电约1min的初始化时间，调用延时抗干扰程序，之后进入安全监控扫描。因为系统采用可重复触发方式，所以当单片机P1.5口扫描到高电平时，报警灯亮触发蜂鸣器报警并显示，之后延时大约3s，短信模块检测到短信控制命令，进行远程报警。
2.2.2烟雾/火焰传感模块程序设计
在启动安防系统状态下，模块通电调用延时抗干扰程序，之后进入安全监控扫描状态，当扫描到烟雾传感模块输出端DOUT为低电平或火焰检测模块输出高电平时，说明此时出现异常情况，立即执行条件函数，启动蜂鸣器报警，延时大约3s，短信模块检测到短信控制命令，发送短信息进行远程报警。
2.2.3通信模块程序设计
在程序初始化完成后，当出现烟雾浓度过高或火灾发生或非法入侵等情况，探头前端传感器检测到异常信息，打开报警系统，并将预先配置好的信息发送给用户，告知异常情况。程序中使用unicon编码对象的号码，并存放到SIM卡中短信返回的index中。当系统初始化之后，执行延时抗干扰程序，大约15s模块注册到网络，之后模块指示灯亮1s灭3s表示已经连接到网络，进入延时信号扫描。当检测到控制中心发送的短信控制指令之后则向用户发送信息，延时20s提示短信发送完毕，若没有检测到控制指令，则返回执行延时循环。
结语
注重物联网的智能家居安防监控系统软件开发工作是完善家居安防体系的关键。在实际的开发设计环节中，加大对物联网的智能家居安防监控系统的服务端与客户端程序设计研究，充分发挥现代化科学信息技术的优势，注重智能家居安防监控系统功能测试，从而保证家居环境的安全性。
参考文献：
［1］杨殿舜．基于物联网技术的智能家居安防监控系统的设计［J］．黑龙江科技信息，2016（07）：158．
［2］蒋天发，文莹莹，杨红，钱凯，李珊珊，牟群刚．基于物联网的智能家居安防监控系统软件开发［J］．中南民族大学学报（自然科学版），2014，33（03）：105-109．