一種基于Wi-Fi的低功耗報警系統的設計與實現(上)

　　1 引言

　　目前市場上，面向室內的防盜報警產品一般分為兩種，一種是攝像監控聯網系統，該系統雖然有聯網等功能，但其安裝、布線以及供電較為復雜，并需要專用設備，價格也較高;另一種是紅外檢測報警系統，該系統通常靈敏度較高，能快速發出警報聲，但功能簡單，一般沒有Internet連接、手機綁定等功能。但是對于許多諸如家庭、博物館、實驗室等室內應用場合，人們更希望有一種體積小巧、安裝簡單、使用壽命較長、能夠聯網并且與手機等智能終端綁定的防盜報警裝置。因此，對于嵌入式低功耗Wi-Fi報警系統的研究，具有較大的實際意義。

　　本文通過對家居環境特點的分析以及現有的幾種短距離無線通信技術和遠程控制技術的比較，本文提出了一種基于Wi-Fi技術的低功耗實時報警系統。

　　2 系統總體方案設計

　　如圖1嵌入式低功耗Wi-Fi實時報警系統框架所示，該報警系統主要由若干個Wi-Fi報警裝置、無線路由器網關、嵌入式云服務平臺、智能終端共同組成。

　　2.1 嵌入式Wi-Fi報警裝置

　　嵌入式Wi-Fi報警裝置主要由帶有Wi-Fi射頻前端的低功耗微控制器CC3200和三軸加速度傳感器構成。三軸加速度傳感器對被測物體的位移信息進行采集。TI CC3200主要是利用其片上的Wi-Fi通信模塊，實現報警裝置與物聯網云服務平臺的信息交互，并充分利用CC3200微控制器的低功耗特性，盡可能降低設備功耗。圖2為無線路由器網關和架構圖。

　　2.2 嵌入式云服務平臺

　　嵌入式云服務平臺通過為用戶提供完整的系統API接口， 實現與嵌入式終端設備的數據通信。當各種設備實現網絡化后，設備將自動鏈接至云服務器。同時，用戶可以通過PC機、智能手機等訪問云服務網站，實時查看嵌入式終端設備的相關數據，并對其進行監控。圖3為嵌入式云服務平臺的系統架構圖。其主要功能包括：

　　● 實時數據交互——在嵌入式設備和應用之間，提供多種格式的雙向實時數據交互;

　　● 監控與數據分析——自定義通知和提醒規則;歷史數據為數據分析提供支持。

　　2.3 智能終端

　　通過智能終端的客戶端應用程序的開發，實現智能終端與云服務器之間的數據交互，然后通過云服務器，實現智能終端在 Wi-Fi 和 3G/4G 兩種無線網絡環境下，隨時隨地對多個報警裝置進行實時監控。此次設計將利用Android智能手機開發平臺，開發一款手機客戶端應用軟件(APP)。