一种基于Wi-Fi的低功耗报警系统的设计与实现(上)

1 引言

　　目前市场上，面向室内的防盗报警产品一般分为两种，一种是摄像监控联网系统，该系统虽然有联网等功能，但其安装、布线以及供电较为复杂，并需要专用设备，价格也较高;另一种是红外检测报警系统，该系统通常灵敏度较高，能快速发出警报声，但功能简单，一般没有Internet连接、手机绑定等功能。但是对于许多诸如家庭、博物馆、实验室等室内应用场合，人们更希望有一种体积小巧、安装简单、使用寿命较长、能够联网并且与手机等智能终端绑定的防盗报警装置。因此，对于嵌入式低功耗Wi-Fi报警系统的研究，具有较大的实际意义。

　　本文通过对家居环境特点的分析以及现有的几种短距离无线通信技术和远程控制技术的比较，本文提出了一种基于Wi-Fi技术的低功耗实时报警系统。

2 系统总体方案设计

　　如图1嵌入式低功耗Wi-Fi实时报警系统框架所示，该报警系统主要由若干个Wi-Fi报警装置、无线路由器网关、嵌入式云服务平台、智能终端共同组成。

　　2.1 嵌入式Wi-Fi报警装置

　　嵌入式Wi-Fi报警装置主要由带有Wi-Fi射频前端的低功耗微控制器CC3200和三轴加速度传感器构成。三轴加速度传感器对被测物体的位移信息进行采集。TI CC3200主要是利用其片上的Wi-Fi通信模块，实现报警装置与物联网云服务平台的信息交互，并充分利用CC3200微控制器的低功耗特性，尽可能降低设备功耗。图2为无线路由器网关和架构图。

　　2.2 嵌入式云服务平台

　　嵌入式云服务平台通过为用户提供完整的系统API接口， 实现与嵌入式终端设备的数据通信。当各种设备实现网络化后，设备将自动链接至云服务器。同时，用户可以通过PC机、智能手机等访问云服务网站，实时查看嵌入式终端设备的相关数据，并对其进行监控。图3为嵌入式云服务平台的系统架构图。其主要功能包括：

　　● 实时数据交互——在嵌入式设备和应用之间，提供多种格式的双向实时数据交互;

　　● 监控与数据分析——自定义通知和提醒规则;历史数据为数据分析提供支持。

　　2.3 智能终端

　　通过智能终端的客户端应用程序的开发，实现智能终端与云服务器之间的数据交互，然后通过云服务器，实现智能终端在 Wi-Fi 和 3G/4G 两种无线网络环境下，随时随地对多个报警装置进行实时监控。此次设计将利用Android智能手机开发平台，开发一款手机客户端应用软件(APP)。