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基于CC3200的智能家居监控系统设计

作者：郭书军范玉强

来源：《物联网技术》2016年第10期

摘要：本系统的设计主要包括硬件采集及控制电路，Linux下的Apache网页服务器的搭

建和Android手机客户端的设计，可以实现数据的存储和查询以及便携式移动控制。主要采用

CC3200作为数据采集及控制端的微控制器，通过其芯片内置WiFi模块把数据上传至服务器，

并从服务器返回控制信息，通过手机客户端访问服务器，服务器把数据返回手机客户端以实现

远程数据传输和控制。

关键词：CC3200；WiFi模块；服务器；远程控制

中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：2095-1302（2016）10-00-03

引0言

随着社会的发展及人们生活条件的改善，人们对安全问题越来越关注，尤其是家居安全方

面。入室盗窃、煤气泄漏、火灾等情况时有发生，在家里安装安全报警装置是家庭安全保障发

展的趋势。因此，我们设计了一种无线家居监控系统，充分利用互联网高速发展的优势，将互

联网与家居、智能手机有机结合，实现了盗贼入侵报警、火灾报警、CO报警及远程检测室内

环境变化并控制家用电器的开关等功能。

系统1总体构成

本系统主要由采集端、服务器和手机客户端组成。系统总体结构如图1所示。

采集端负责CO、CO2、温湿度等传感器的数据采集并执行接收到的控制信息。硬件平台

由各种传感器和CC3200微控制器组成，软件采用CC3200编程以控制传感器的数据采集、上

传数据以及执行控制命令。

服务器用于数据的中转，以便于数据远程传输与存储。服务器端使用PHP语言编写与采

集端、手机客户端及后台数据库的接口程序。

手机客户端用于实现实时监测及控制。使用Android平台进行手机客户端软件开发。

硬件模块设计2与实现

本系统的硬件设计主要集中在采集端的硬件设计上。

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硬件框图及各子模块功能2.1

2.1.1采集模块

采集模块包含CO传感器、CO2传感器、温湿度传感器、烟雾传感器等子模块。

（1）CO传感器用于煤气报警检测；

（2）CO2传感器、温湿度传感器、烟雾传感器用于火灾报警检测；

（3）红外传感器用于盗贼入侵报警检测，有人闯入时可以进行远程手机报警；

（4）光照传感器用于检测光照强度，根据光照强度的大小来控制路灯的开关；

（5）门铃采用一个按压式开关模拟，按下后可在手机端后台推送提示；

（6）摄像头用于图像采集，图像传输到手机客户端后主人可根据图像内容来决定是否开

门。

2.1.2受控模块

受控模块主要分为两部分，首先用四线二项步进电机模拟门，手机客户端发送开门或关门

命令来控制GPIO口的时序，GPIO口控制电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机正转或反转

（模拟门的开和关），而门的物理状态（开和关）通过按压式开关的状态反馈给CC3200；第

二部分是继电器，用于控制家用电气的开关。

2.1.3无线通信模块

无线通信模块使用WiFi网络处理器，该模块内嵌于CC3200中，与服务器进行无线通

信。硬件框图如图2所示。

硬件2.2原理分析

由于使用摄像头模块需要进行跳线调整，因此摄像头模块单独使用一个开发板，采用

CF2020C模块。CC3200通过I2C总线控制摄像头以捕获图片，并通过Camera接口进行数据传

输；CO传感器、烟雾传感器、CO2传感器输出模拟信号，输入CC3200后进行ADC转换；温

湿度传感器通过对IO口写时序来读取传感器的信息；光照强度传感器通过I2C协议进行通

信。CC3200把这些传感器采集到的数据通过WiFi模块上传到服务器或直接传送至手机客户

端。

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驱动电机需要比较大的电流，CC3200不能直接驱动电机，因此需要一个电机驱动模块，

这里选用L298N，其输入为四路IO口高低电平信号，两路为一组，