智能家居红外入侵探测器软件设计毕业论文.docx

wwode 毕业论文题目：智能家居红外入侵探测器（软件设计）学院计算机科学与信息工程专业年级测控技术与仪器 2012级学生姓名陈翼学号2012134112指导教师曹晓丽职称教授日期2016年2月29日 5月20日 智能家居红外入侵探测器软件设计重庆工商大学 测控技术与仪器 2012级 1班 陈翼指导教师 曹晓丽中文摘要：社会的不断进步以及科学技术、经济的不断发展，最明显的改变就是人们的生活质量有了很大的提高，对于家庭安防的保护意识亦在不断的增强，因此对安防领域的技术措施提出了全新的要求和挑战。目前，防入侵检测可通过声音检测、人体红外等多种方式。随着人体红外技术的日益成熟，已经广泛应用于公共安防领域。随着互联网、物联网技术的应用，独立居家安防终端应用成为趋势。考虑到智能家居系统中存在的一些安全问题以及传统的入侵报警系统已经不能满足社会需求。例如如何对住所周围环境进行实时监测，以及现有家居安全系统存在的局限性，一种基于无线网络的智能家居安防系统被设计出来。本设计利用物联网技术为核心，拟研究一种独立的居家防入侵安全报警器，通过人体红外检测技术感知人体入侵行为，并通过远程视频监控技术发现居家入侵行为，使居家安防与物联网技术充分融合，从而实现物联网居家安防保护。本课题研究将结合传感技术、视频监控、WIFI无线通信、嵌入式计算等现代信息技术。通过与图像识别以及无线通信技术的结合，所以本设计具有实用性、准确性、智能化的特点。关键词：红外检测技术，图像识别，无线通信，视频监控。Abstract：Along with the advance of society and the continuous development of science and technology, economy, peoples living standard had the very big enhancement, the family security protection consciousness is constantly enhanced, thus puts forward new requirements for security measures in the field of.Currently, the intrusion detection can be through a variety of ways such as sound detection, human body infrared. As the human body infrared technology matures, has been widely used in public security field. As the Internet, the application of the Internet of things technology, independent security terminal application that occupy the home becomes a trend. Considering the smart home system as well as some security problems in traditional intrusion alarm system already cannot satisfy the needs of society. Such as how to real-time monitor the dwelling environment, as well as the limitations of existing home security system, a smart home security system based on wireless network were designed. This design using the Internet of things technology as the core, is proposed to study a kind of independent anti invasion that occupy the home security alarm system, through the human body infrared detection technology human intrusion behavior, perception, and found in a remote video monitoring technology home invasion behavior, make home security and Internet technology to fully mix, so as to realize the Internet of things home security protection. This topic research will combine sensing technology, video monitoring, WIFI communications, embedded computing and other modern information technology. This design with the image recognition and the combination of wireless communication technology, so has the characteristics of practicability, accuracy, intelligent. Key Words：The infrared detection technology, Image recognition, Wireless communications, Video monitoring.目 录摘要2前 言5第一章 智能家居概述71.1国内外智能家居的发展状况71.1.1国内智能家居的现状71.1.2国外智能家居的现状81.2 智能家居中的安全问题91.3 本章小结10第二章 智能家居红外探测系统102.1 系统总体的设计方案102.2 本章小结14第三章 课题主要技术143.1 主要技术介绍143.2 本章小结18第四章 课题的软件设计184.1 总体流程软件设计184.2 模块软件设计22第五章 系统调试225.1 软件调试255.2 本章小结27第六章 总结27致 谢29参考文献30前 言智能家居概念是美国在上世纪提出的，它又被称作智能住宅。它是一种通过将成熟的的自动化控制技术和现在流行的计算机网络技术以及通讯技术融合于一体的智能化的家居控制系统，它是传统家居系统和现代物联网相结合的结晶，对人们的生活带来了巨变。它将让用户能更方便的管理家庭设备。例如通过无线控制装置、移动电话、互联网或者先进的语音识别技术来控制和操作家庭的电气设备，使多个设备能够在网络化的模式下形成联动；另外智能家居内的各种设备相互之间可以进行通讯，也就是不需要通过用户具体操作和指挥也能根据不同的状态进行互动运作。从而为人们提供一个更安全、更舒适、便利和高效率的的家居环境。智能家居系统是一个结合了传感器技术，自动控制技术，通信技术，互联网技术等的综合性系统。由于目前智能家居采用的技术标准都不统一，所以采用的技术也会有很大的区别，但是都一定会有相对应的无线或有线网络通信技术来完成所需求的信号传输。传感器技术也是智能家居系统中必不可少的技术，智能家居系统的有效运作，信号的采集是首要实现的任务。自动化控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，它应用在智能家居的控制中心、智能家居设备的自动控制模块当中，对于系统的集成是非常重要的技术。物联网的出现以及互联网技术的成熟等都是智能家居出现的一个重要原因。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，给家居生活提供家电控制、自动操表控制、火警预防控制、入侵防盗报警、室内环境检测等多种功能。与传统家居相比较，智能家居不仅具有普通家居的居住功能，同时还具备网络通信化、家电信息化、设备自动化等便利、舒适、安全的居住环境，提供全方位的信息交互功能。能够帮助家庭与外界进行信息的交互，同时还改变的人们的生活方式，有效的提升了家居生活的安全性，便利性和舒适性。第一章 智能家居概述1.1 国内外智能家居的发展状况1.1.1国内智能家居的现状智能家居作为一个新的产业，智能家居在我国的发展从初期的认识到现在的渐渐完善和成熟一共经历了5个时期。初始期是中国智能家居的起始阶段，处在对概念的了解认识以及产品的阶段；蹒跚期期间我国成立了多家智能家居研发和生产企业，智能家居产品开始进入市场；停滞期由于各个智能家居企业的强烈竞争和非良性的发展，导致行业发展处于一个徘徊阶段；融合演变期在2012年以后进入到快速的发展阶段，市场明显出现增长的势头。爆发期是在2014年以后各大厂商逐渐的密集布局智能家居，国内的美的、海尔、TCL等传统家电厂商布局智能家居并推出了自己的智能家居系统和产品，也有国内互联网巨头企业360公司、小米、乐视、腾讯、百度等进入智能家居行业。其中2014年7月我国智能家居产业联盟正式发布该行业的第一个中国标准智能家居产品互联互通中间件技术标准；2015年3月，360公司发布了基于360智能家居开放平台的“360智连模块”；同年6月，阿里巴巴和富士康入股日本软银公司，开始布局智能家居等领域。虽然智能家居在我国发展了有十几年，但是由于国内的智能家居的解决方案标准并不完全统一，而且由于可扩展性差，成本较高，导致智能家居产品在我国除了一些相对发达的城市外，并没有大范围的普及。未来我国智能家居发展大致方向就是建立一个标准统一，扩展性强，成本低廉的产品标准。不过随着信息技术发展和创新的不断提升，以及我国政府对基础建设的大力投入和互联网+的提出，为智能家居的发展提供了良好的发展基础，未来的智能家居产品一定会全面的普及。1.1.2国外智能家居的现状美国在上世纪最先提出了智能家居概念并实际应用于建筑当中。新加坡也在上个世纪末举办了“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”，这也是智能家居行业第一次将各种智能系统全面的展示给人们，具有重要的意义。美国以及欧洲国家因为智能家居的发展较早以及国外对智能家居行业的认识水平，一直领先行业的发展水平。其中Google、苹果、微软、三星等为首的巨头企业也都早已进入到了智能家居的研发当中。其中苹果公司WWDC上HomeKit平台于2015年5月发布，它主要是以iphone为核心，通过苹果的移动设备可以控制家具设备，照明等。苹果公司正在开发内置的HomeKit应用。美国Google也在14年收购智能家居领头企业Nest和视频监控厂商Dropcam，并凭借Android平台构建联盟组织OHA(open handset alliance)，同时开放了第三方的应用。微软与智能家居公司Insteon合作推出了支持通过 Cortana内置应用控制所连接的智能家居设备。现在国外智能家居顶尖品牌有霍尼韦尔、Control4、Crestron、施耐德等。其中智能控制系统应用最多也比较典型的代表主要有美国的X-10智能家居系统，德国的EIB智能系统，新加坡的8X智能系统等。目前在新加坡已经有相当多的家庭采用了8X家庭智能化系统，美国也有相当多的家庭安装了X-10类的家庭智能化系统。国外智能家居企业依托其强大的技术实力和创新水平，以及功能非常完善和先进的软件平台，在智能家居领域占据着很大的市场。在本世纪智能家居将会呈爆发式发展，也将会有更多的住宅和社区安装上这一些高科技智能化系统产品。1.2 智能家居中的安全问题智能家居系统是一个庞大的系统，通过综合应用了很多的技术，其中包括通信技术、互联网技术、自动控制技术以及传感器技术等来给家居生活提供家电控制、自动操表控制、火警预防控制、入侵防盗报警、室内环境检测等多种功能。智能安防系统是智能家居系统的组成部分，它包含了视频监控功能，无线通信功能，智能报警功能等。智能家居系统中的安全防范措施一般包括视频监控、设置门禁系统和报警系统。视频监控是对主要的出入口通道以及家中比较重要的地方进行监控，这种监控系统主要是通过非常直观的图像或视频模式为用户提供安全保障，该方式能有效地对家居环境进行监控。设置门禁系统，这种方式第一是可以有效地阻止恶意入侵或者是未授权入侵，第二是可以与传统的钥匙开启结合通过密码或图像识别、指纹识别、声音识别等开启进入的方式，除了能够提供一定的安全保护外还为用户带来便利。防盗报警系统是在门禁系统的功能上更完善的功能，他能够自动的处理一些安全报警，当有陌生人企图进入到房屋内时，防盗报警系统通过视频监控系统和门禁系统的协同工作，建立双重保护措施，报警系统通过讯息提醒和警情处理功能，能够为用户提供实时的房屋安全信息。传统的入侵报警系统只能提供检测和报警功能，并没有根据具体的情况做出分别处理，比如当红外探测器检测到的信号只是小动物或者是房屋主人以及主人的亲人或朋友，这个时候，报警系统依然会根据检测到的信号并启动报警，这种系统已经不适合现在的社会情况和便利性，所以本设计在传统的报警系统上增加了视频监控和无线通信技术，这些技术也是时下比较流行以及行业常用的技术。1.3 本章小结本章主要对智能家居发展情况和智能家居安防系统作了介绍，主要包括智能家居系统的主要功能的介绍以及智能家居在国内外的发展现状，并对智能家居的发展前景做了讲解。智能家居虽然诞生于上世纪，但是智能家居行业在国内发展的时间还不是很长，随着国内相关的政策发布和物联网的发展，智能家居取得的成就是无可非议的，但是智能家居各方面的功能也还不是很完善，智能家居安防系统就是一例，所以在进行具体的设计的时候需要考虑到很多实实在在的问题，例如系统集成化问题。从当前的发展现状来看，各类智能家居的安全防范措施的发展还处于起步阶段，各有利弊，这就需要我们对这些进行总结，探索一种安全系数较高、价格较低的安防系统，从而为人们提供一个安全、舒适的生活环境。所以本设计才针对家居安全系统的问题做研究。第二章 智能家居红外探测系统2.1 系统的总体设计方案智能家居红外入侵终端主要部署在居家环境并用于异常行为的探测与识别，并通过家居环境中的WIFI路由器接入网络，再由互联网上的服务平台向注册的居家者智能手机发送预警信息，预警的方式可以是短信、或第三方应用，系统总体拓扑结构如图2-1所示。终端设备WIFI路由器入侵报警智能终端入侵报警智能终端入侵报警智能终端互联网络图2-1 总体设计拓扑图有陌生人进入到红外探测器的监测范围时，红外传感器采集信号并立即向MCU主控制器发出信号，MCU接收到信号后之后，将发送指令开启视频设备对图像采集器进行初始化并拍摄图像，接着把处理后的图像数据通过WIFI网络上传到上位机，如果经上位机的判断后确认是入侵信号，立即启动声光报警器。如果用户想主动查看家里情况，则可以直接调看上位机接收的图像数据。这种方案的优点是会对采集的信号先做判断，然后通过判断过后确认是否要采取相应的报警措施，而不是“盲目”的报警，能够体现出一定的合理性和便利性。2.2终端总体设计系统的整体工作过程如2-2图所示。 MCU主控制器模块电源模块信号检测模块声光报警电路模块LED显示模块摄像图像采集模块WIFI模块上位机图2-2 总体设计框图本设计的主要模块包括红外探测模块，WIFI通信模块，摄像头模块，LED显示模块等。1、HR-SR501人体红外感应模块HR-SR501是红外线技术的红外感应模块，它采用了LHI778探头设计，电平输出3.3V为高电平，0V为低电平，延时时间为5200ms。主要功能特点是 1、全自动感应:当感应到人体信号后输出高电平，没有信号时或是信号消失后则自动延时输出低电平。2、不可重复触发方式:这种方式是检测到信号后输出高电平，但是输出过后会自动延时关闭高电平。可重复触发方式：这种方式是检测到信号后会输出高电平，如果信号一直存在，高电平会一直持续，只有信号消失后才会延时输出低电平。2、ESP8266WIFI模块ESP8266无线WIFI模块它可以实现串口或者TTL电平转换成WIFI信号，串口WIFI模块是完全符合WIFI无线通讯协议的模块，它内部的协议是IEEE802.11协议和通用的TCP/IP协议，这样就可以方便的实现数据的转换。组网模式有基于自组网的无线网络和基于AP组建的基础无线网络两种。它的无线标准是IEEE802.11b/g/n标准，频率工作范围是2.412GHZ-2.484GHZ，它支持STA/AP/STA+AP三种工作模式，硬件接口有UART,IIC,PWM,GPIO,ADC等支持UART/GPIO数据通信接口，它内置了TCP/IP协议栈。ESP8266WIFI模块的芯片8266内置了高速缓存，所以ESP8266具有很高的灵敏度。3、PTC06微型串口摄像头模块PTC06微型串口摄像头是一款具有视频采集和图像压缩功能的摄像头，图像输出标准为JPEG/M-JPEG格式，采用TTL和UART通信接口，信噪比为45DB图像像素为30万，工作电流100MA，电压为5V。波特率有四种可选，能满足大部分需求，摄像头的通讯协议的指令均为16进制，复位指令为56 00 26 00，返回76 00 26 00 +dsp信息；拍照指令为56 00 36 01 00返回76 00 36 00 00，读取图片数据指令为56 00 32 0C 00 0A 00 XX XX 00 00 YY YY 00 FF返回7600320000FFD8FFD97600320000。PTC06微型串口摄像头的拍照流程为上电，延时2.5秒，设置拍照图片大小指令，复位指令，发送图片拍照指令，发送读取图片数据指令。由于该模块采用的芯片与器件是能够自动完成数据采集和数据处理，所以具有很高的性能。4、LCD1602显示模块LCD1602是一种字符型的显示数字和字母字符的液晶显示器，它可以显示2x16个字符。同时在它的内部也已经定义了160个不同的字符图形，通过对液晶的信号线进行相应的操作，便可以实现液晶显示不同的字符。LCD1602共有16个引脚，其中两个是电源和地，采用+5V供电，VO脚用来调节液晶的对比度，可以和一个10K的电阻相连来实现对比度的调节。RS信号线通过高低电平来确定选择读取内部的数据寄存器还是程序寄存器。RW信号线也是通过高低电平来确定是读信号线还是写信号线。E为使能端，当给E一个下降沿脉冲，液晶模块就可执行程序，D0D7为8位数据线，可用来传输要显示的数据。2.2 本章小结本章主要介绍了本设计的总体方案结构和拓扑结构方案以及所涉及的主要功能模块。主要功能模块包括了HR-SR501红外人体感应模块、ESP8266WIFI模块、串口摄像头模块、LCD160显示模块等。主要的功能包括了红外人体感应模块的信号采集功能，WIFI模块的建立网络进行数据传输功能，摄像头图像采集的功能以及通过显示模块显示数据和信息的功能。 第三章 主要应用技术3.1 主要技术介绍本设计主要涉及到的技术有无线通信技术、图像采集技术、红外技术、串口通信技术、TCP/IP协议等。3.1.1 WI-FI通信技术Wi-Fi技术也被称为802.11b，它是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标， 802.11b无线局域网是采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送。Wi-Fi通过CSMA/CA技术和RTS/CTS技术的结合，可以有效的避免网络发生冲突，还可以提高网络利用效率。CSMA/CA协议就是在发送数据之前先对信道进行预约，然后再发送数据，RTS/CTS协议请求发送/允许发送协议，相当于连接协议，只有请求获得同意后才能发送或者接受数据。WI-FI运作模式分为两种：(1)一对一方式：是指一对一的连接通信方式，也就是计算机跟计算机之间的无线网络连接。 (2)普通模式：是一种广域无线网络组建的通信方式，也包括无线和有线同时存在是的一种通信方式，这种方式也是WIFI通信经常选择的通信模式。IEEE802.11b无线网络规范是在IEEE 802.11网络规范的基础上进行的全面升级，它的最高带宽为11 Mbps，大大的高于802.11的宽带。在信号不强或者是不稳定的时候，802.11b可通过自动调整能够将带宽调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps三种。所以能有效地提供网络的稳定性。3.1.2 图像处理技术图像采集是指通过视频探头进行图像拍摄。图像采集过后的图像数据量太大，需要通过压缩编码过后才能进行数据传输。数据压缩实际是一个编码的过程，而数据解压缩是数据压缩通过逆向方式将数据还原。图像的处理技术主要是通过特定的算法对图片进行压缩和编码，主要有有损和无损压缩编码两种算法。无损压缩算法通过得到相邻像素值的差，然后对其进行压缩编码。有损压缩算法大都采用图像交换的方式进行图像压缩。常用的压缩方式有霍夫曼编码，行程长度编码，预测编码等。霍夫曼编码是基于概率统计理论的可变字长的编码方法。它的实现原理是在可变字长编码中对出现概率大的字符编码成短字长编码，出现概率小的符号编码成较长的字长。霍夫曼编码的优势是编码简单，缺点是解码时必须要知道所使用的码表。行程编码的原理是在图像数据中查找连续重复的数值，然后用两个字符替换重复的数值。比如“xxxxvvvhhhhssss”=“4x3v4h4s”,这种方式的优点是当数据量重复数值较多是，可以减少数据量，但是当重复数值较少时候效果较差。预测编码是根据已编码的参考像素来预测当前的像素值，然后对当前的像素值和预测值之差进行编码，主要是用于差值较大时进行差量化编码。它的缺点就是编码数据不太精确，只适合粗量化编码。3.1.3 红外传感技术红外技术是通过对红外辐射的产生以及测量应用的技术。红外辐射本质上是一种热辐射。红外辐射是只要存在温度的任何物体都会产生的物质，带温度的物体会以红外线的方式向外辐射能量，一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种形式来实现的。辐射出来的红外线于温度是非常相关的，温度越高，辐射是能量也就越高。而红外辐射探测器就是利用红外辐射原理一种探测器。红外线被物体吸收后将转变为热能。热探测器正是利用了红外辐射的这一热效应。按照功能可以分成四类：辐射计、探测系统、热成像系统、红外测距系统。3.1.4 TCP/IP协议TCP/IP协议集是由传输控制协议TCP和网际协议IP为代表的协议集。它的作用范围是在网络中传递、管理信息。TCP/IP 协议定义了各种标准，包括设备接入网络以及数据传输的标准。TCP/IP协议采用了4层的结构：网络接口层、互联网层、传输层和应用层。网络接口层负责把协议包放到网络传输介质上。互联网层(Internet Layer)是由IP、ARP、ICMP和IGMP组成，类似于OSI模型的网络层，主要负责打包寻址以及路由选择。传输层(Tramsport Layer)主要负责给应用层提供会话服务。在这一层定义了两个端到端的协议：传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)和用户数据报协议(UDP，User Datagram Protocol)。TCP是面向连接的协议。UDP是面向无连接的不可靠传输的协议。应用层(Application Layer)主要是为应用程序提供访问其他层的服务，提供应用程序交换数据的协议。3.1.5 串口通信技术控制器与计算机的通信信号是通过串口来进行连接的，它可以将控制器的数据传输到计算机。串行口能独立接收和发送数据。它有4中工作方式，有同步移位寄存器I/O工作方式0和双机串行通信的方式1以及9位异步通信的方式2、3。串口通信的串行通信方式是通过数据线将数据一位一位地传输。所以只需要几根数据线就可以实现信息的交互，适用于设备之间一对一的通信。串行通信的工作模式有“单工”、“全双工”、“半双工”三种模式。单工模式是指线上的数据流动只有一个方向；全双工模式是指数据流动为双向，而且同时可以两个方向进行数据流动；半双工模式是指数据流动为双向，但与全双工模式不同的是它不能同时两个方向进行数据流动。常用的串行通信接口有RS232C。它的接口使用的是负逻辑，逻辑负电平用1表示，而0则表是的是正电平。在RS232C标准中的RTS与CTS协议规定了RS232C接口属于半双工的工作模式，也就是收发不能同时进行。3.2 本章小结本章主要对课题设计应用的技术问题作了介绍，这主要包括整个系统的主体设计介绍以及本课题所涉及的主要技术，系统的主体结构主要是通过传感器采集数据，通过MCU主控制器对数据做相应的处理，包括图像采集，启动报警等；主要技术包括无线通信技术、图像采集技术、红外技术、串口通信技术等。通过对各项技术的整理和了解，对整个课题有了更牢固的知识储备，也对实现课题的研究打下了良好的基础。第四章 课题的软件设计4.1 总体流程软件设计4.1.1软件设计需求 课题以主控设计为核心，设计探测人体检测、图像采集，判断是否将检测到的信息通过wifi端传输或者是否报警。课程设计的技术需求如下：(1)主控程序：实现各子程序模块的调度。(2)检测人体：室内无人情况下，时刻开启人体红外检测，当检测到人体，就将消息通过wifi上传给互联网云端。(3)异常报警：检测到人体信号后，要采集图像信号，如果信号处理后，有异常信号则通过WIFI通信预警通知。(4)WIFI数据收发:利用串口通信及AT命令集控制WIFI通信模块收发远程数据。接收到的数据包将缓存起来并解析处理，以便响应远程指令要求；若需要预警通知或响应远程指令，则组开数据包后向远程发送数据。(5)WIFI通信控制:利用串口通信及AT命令集控制WIFI通信模块与远程互联网主机间建立TCP或UDP联接，以便实现与远程主机之间的双向数据收发。当联接被异常断开时，自动重新联接，以保持家居终端随时与远程主机互联互通。4.1.2 软件总体设计方案本系统的程序主要就是MCU主控制器控制程序。其中主控软件主要包括四个功能模块。系统的软件结构如4-1图所示。红外防入侵探测器嵌入式主控软件数据采集人体入侵预警数据收发状态指示图4-1 系统的软件结构红外防入侵探测器嵌入式软件由：（1）数据采集模块：主要实现对红外传感信号的采集，获得人体接近时数据。（2）入侵预警模块：主要对识别到的入侵现象进行WIFI上传，并通过LED发出预警信息。（3）数据收发模块：主要实现对采集数据上传并能接收主机命令功能。（4）状态指示模块：主要实现休眠、探测、发射共三种工作状态的指示。4.1.3 主体流程图本系统的传感器单元采集、传输数据设计在不断电情况下会一直处于工作状态，系统各传感元件状态可分为工作状态和休眠状态。本设计要求实现的功能主要包括红外防入侵探测器嵌入式软件由数据采集、人体靠近预警、数据收发和状态指示共四个软件模块组成。设备上电后，进行硬件和软件的初始化，当初始化显示器LCD1602以及ESP8266WIFI模块后。如果检测到了人体信号，单片机通知摄像头拍照，照片经压缩编码后通过建立的WIFI网络将其上传到上位机并与之前设置的图像匹配，如果匹配不成功，上位机发送报警指令，通过主控制器启动声光报警电路并将信息显示在LED显示器上。主体流程中设计总的流程图如图4-2所示。其中主控程序实现各子程序模块的调度，由检测人体子程序、解析上位指令子程序、上传预警子程序、wifi接收子程序组成。其中，传感器数据采集是由检测人体子程序调用。初始化子程序：实现硬件STM初始化、各模块初始化并设置中断。根据要求设定相关I/O口的输入输出。且所有中断源都开启。设置中断触发条件为：外部中断源有低电平产生；串口数据有交互。检测人体程序：利用人体红外传感器，测得人体是否存在。并判断是否需要报警或者上传数据给单片机。解析上位指令子程序：解析由上位发出的指令。并按照指令操作。WIFI接收终端子程序：接受上位指令和传送报警，传递信息。主控程序操作流程如下：（1）STM初始化、各模块初始化并设置中断。（2）检测人体后高电平模拟信号转换成数字电信号，传给单片机。（3）然后单片机进行分析，启动摄像设备取照，并上传数据。（4）如果上位指令发出，解上位指令，可以远程发送房屋当时情况。图像处理及存储开始 能否连接到网络系统及相关外设初始化 N Y图像上传上位机匹配热释电红外检测 N NN 是否有人入侵？启动声光报警电路 Y Y 系统复位返回现场图像采集 图4-2总体流程图4.2 模块软件设计4.2.1图像采集模块软件设计图像采集模块主要是当传感器检测到有信号后，单片机将发送指令开启视频设备，通过视频设备模块采集图片。所以在没有信号发生时，图像采集模块处于休眠状态，也就是不工作。当人体靠近时候，由于红外检测电路的中断信号，控制器对信号采集后确认是有信号，马上将探头模块开启并拍照。具体流程如图4-3所示。开始打开视频设备捕捉图像数据 采集完成 N Y结束关闭设备 图4-3 图像像采集模块流程图4.2.2 红外探测数据采集模块软件设计红外传感器正常工作时，人在进入传感器的检测范围内，输出高电平。红外探测数据采集模块的红外感应IO口产生中断则证明有人入侵，这是要立刻触发视频探头进行拍照采集拍摄入侵者图像，然后将图像数据发送出去或者是存储到Flash芯片中，模块流程图如图4-4所示。开始 红外感应IO是否发生中断 N Y发送数据 结束 图4-4 红外探测模块流程4.2.3 ESP8266WIFI模块软件设计ESP8266WIFI模块的软件设计主要是实现组网功能，然后与微控制器STC89C52进行数据通信，ESP8266WIFI主要通过AT指令来进行数据的收发。可以用标准的AT 指令以完成数据的无线发送。当整个系统上电后，模块启动先初始化WIFI配置，烧录AT指令，设备波特率115200和WIFI模块上网。输入AT+CWMOPE=3，建立softAP和Station共存模式。然后是建立TCP连接和注册端口号。具体步骤：通过终端连接路由：AT+CWJAP=“ssid，password；查询设备IP：AT+CIFSR 响应得出IP地址为192.168.1.130；在PC上使用网络调试助手，建立一个服务器；将设备连接服务器：AT+CIPSTART=TCP,192.168.1.130,8080。建立连接后就开始发送数据。AT+CIPSEND= 发送数据内容 响应：SEND OK若未成功响应，数据清零重新发送。接收数据。+IPD，n：接收内容。各部件完成指令，或需要指令传送任务时，向其发送数据，手机终端接收数据，查看信息。具体流程如图4-5所示。上电复位硬件堆栈初始化，烧录AT指令建立TCP连接，注册端口号 发送数据 SEND OK？ N 返回Y 图4-5 ESP8266WIFI模块软件流程4.3 本章小结本章主要是介绍了整个设计的软件流程，主要包括了系统的总体流程和各个功能模块的软件流程。主体描述了系统的工作流程，从数据的检测采集然后通过控制器执行相应的动作；模块程序流程设计如图像采集模块软件设计、红外探测数据采集模块软件设计、ESP8266WIFI模块软件设计则是对主体流程的各个分模块进行详细描述，例如图像采集模块软件从模块工作到有相应指令发出后做图像采集操作，WIFI模块则是建立一个无网络，通过通信协议进行数据的传输等。 第五章