智能家居软件用户手册Word文件下载.docx
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（3）系统退出9
3.数据监控9
（1）启动监控15
（2）监控操作16
（3）报警操作18
（4）通道数据19
（5）报警数据20
（6）云端数据22
（7）窗口管理22
六、结语27
基于嵌入式的智能家居系统
软件手册
一、设计思路
随着智能家居产业的兴起，小型化服务器、多功能数据监测与控制系统，已经成为智能家居系统发展的一种趋势，建立集服务、控制、监控、报警于一身的低成本智能家居系统，将在未来的市场中占有巨大的优势。
基于此，系统设计阶段，即第三轮代码编写阶段，软件架构便明确的设计为，基于嵌入
式系统的、利用TCP通信作为接口的Server/Client模式。
Server程序作为嵌入式系统内长期运行的服务程序，无需面板显示功能，因此Server程序设计为无面板的黑盒；
Client程序作为用户程序，通过LAN或Internet链接到Server，对服务器进行访问、设置等等，
展现智能家居系统的全部功能。
对于Server而言，其本身除提供Client端的数据访问外，还应具有传感器数据采集等等功能，通过“链接”在Server端的传感器，实时的监控家居环境。
对于家庭环境，基于无线网络的监控系统，将大大的提高系统的安装灵活性。
因此Server与Sensor之间的通信，
将主要通过无线网络来完成。
在Server于Sensor的通信中，由于Server无需实时的采集全部Sensor的数据，只需定时获取相关信息，因此在这一个层面的通信中，Sensor将作为
“服务器Server”，而Server将作为“客户端Client”，Server主动的链接Sensor获取数据，而在获取数据后断开与Sensor的链接，这样便可实现Server对多个Sensor的定时监控。
除了传统的传感器数据采集，近些年视频监控与图像识别，在各个领域内的应用越来越广泛。
如若智能家居系统与视频监控相结合，既能满足对家庭环境的远程视频查看，又能利用图像识别功能，在儿童监护、老人防摔、家庭防盗、人脸识别等等方面发挥更大的作用。
因此将视频监控系统集成与系统内，也是系统设计较早便考虑的方面。
二、系统架构
根据设计思路，系统架构由“三个层次”以及“外接设备”构成，我们将这三个层次分别命名为：
ClientLayer、ServerLayer、SensorLayer。
（1）ClientLayer
由客户端程序构成，运行于一台独立的PC,其与ServerLayer通过LAN或Internet
进行通信，实现命令的发送和数据的读取；
（2）ServerLayer
由服务器软件及myRIO部分功能构成，程序分别运行于一台PC和myRIQ两个程序间
的数据通信以共享变量"
来实现。
这里额外要说的是，设计的初衷是将ServerLayer的全
部程序运行于myRIQ中，这样便实现了真正的嵌入式，但是与NI工程师沟通后，得到目前myRIQ不支持数据库功能的结论，因此不得不将myRIO与PC混合使用，来实现数据的存储。
在实际的使用中，Server内部的通信将在内存中直接完成，可以舍弃全部共享变量；
（3）SensorLayer:
由Sensor程序构成，其运行于myRIQ内，其与ServerLayer通过无线网络的TCP或
UDP进行通信，将采集到的传感器数据，通过网络发送给ServerLayer。
在实际的使用中，
可以用无线通信模块及数据采集模块代替myRIO,以降低采购成本；
myRIO
Sensor1
Interface
PC
External
Equipment
Server
Sensor2
Sensor3
Sensor4
Client1
Client2
Client3
V
A
JT
结构图
4）ExternalEquipment（外接设备）
直接连接于ServerLayer或通过网络连接于ServerLayer的设备，包括摄像头、麦克风等等设备，可实时的采集家庭内的数据或发出报警信息，并通过LAN或Internet与Client
Layer连接，实现数据的远程传输。
三、通信协议
对于三层数据传输的架构，针对性的制定了2套不同的通信协议，分别用于ClientLayer与ServerLayer间的通信，以及ServerLayer与SensorLayer之间的通信，我们这里分别命名为UserProtocol和SensorProtocol。
（1）UserProtocol
该协议用于ClientLayer与ServerLayer间的通信，ServerLayer作为服务器，监听特定的端口，ClientLayer作为客户端，链接ServerLayer，建立连接后，实现数据的通信。
当需要断开链接时，ClientLayer发送断开命令，ServerLayer将链接断开。
该协议共分为5大部分，利用了三个不同的端口进行不同数据的通信。
基本按照第三轮至第五轮的顺序，依次添加了不同部分的协议，这也是基于通信协议的优势，只要协议制定合理，其扩展能力很强，可以满足各种不同功能的需要。
三个端口中，Port1主要用于常规命令的发送和反馈信息的回复，可以实现小规模数据的通信；
Port2主要针对Monitor模块中的实时数据查看功能，当监测的窗口较多时，数据通信量较大，单独利用一个端口实现数据的传输，可以提高系统的反应速度；
Port3
主要针对视频传输数据，其目的与Port2相同，减少Port1的数据通信量。
（2）SensorProtocol
该协议用于ServerLayer与SensorLayer之间的通信，包括UDP协议和TCP协议两个部分，其中对于TCP通信，SensorLayer为服务器，ServerLayer为客户端，实现ServerLayer对多个Sensor的数据采集。
UDP协议主要用于Sensor的探测，利用UDP可以跨网段传输的特性，在未设置IP地址
的前提下便可将网络内的Sensor信息监测到，增加系统配置配置的灵活性。
在添加设备时可以利用该功能自动查找可用的Sensor,方便系统设置。
TCP协议主要用于Sensor数据的获取，该协议为各个Sensor的通用协议，这样便可方
便Server的数据采集。
四、数据管理
所有的数据都存储在Server中，这样无论Client端在何处登录，都可以读取到同样的数据。
对于图像、音乐等较大的文件数据，以文件的形式在指定文件夹内进行存储，对于传感器采集的数据，则在数据库中进行管理。
软件的架构设计应该以数据的流向作为轴线，进行功能的设计和代码的编写，因此本系统将Server作为数据的核心，Client与Sensor的数据都以Server为基准进行上传和下载。
软件针对不同的模块，引入了面向对象编程，将属性与数据结构匹配，提高了程序的扩展性，同时与数据结合更加紧密。
五、使用说明
程序需要安装LabVIEW2014开发环境，myRIO开发包，wsncloud云端服务器插件,
Access2007数据库驱动。
运行项目StageO5_ZhangChao.lvproj项目文件，弹出如下对话框，依次运行myRIO.vi、Server.vi、Client.vi。
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1.程序启动
（1）运行myRIO程序
首先打开NI-myRIO-1900设备下的myRIO.vi，运行该程序，首先要部署共享变量，女口
下图所示：
启动成功后，程序运行如下图所示:
myRIO程序
其中stop按钮用于退出myRIO程序，该按钮实际只在调试中有效，实际运行时程序部
署到myRI0中，按钮失去作用；
Clientsconnected表示myRIO中的sensor服务器当前连
接的客户端个数。
当server从sensor采集数据时，该控件显示不为0，当server采集结束后，该控件变为0。
（2）运行server程序
打开server虚拟文件夹下的server.vi，运行服务器程序，由于server与myRIO之间
要通过共享变量进行数据通信，因此程序首先部署共享变量，如下图所示：
。
程序运行后如下图所示。
server程序
其中stop按钮用于停止server程序，visionalarm按钮用于控制视频报警的开启和
关闭，Clientsconnected表示Server中的服务器当前连接的Client个数。
（3）运行Client程序
打开Client虚拟文件夹下的Client.vi，运行客户端程序，程序运行后如下图所示。
2.系统操作
（1）系统登录
点击菜单File-Login，如下图所示:
或者将鼠标移动至界面的底端，在弹出的按钮框中点击login按钮，如下图所示:
弹出Login对话框，输入IP地址，Name默认ZhangChao,通过该账号可登陆系统，用
户也可以在setting中新建账号，将在后面详细介绍，如下图：
点击ok按钮，进入password界面输入密码，默认密码为5600。
点击#"
确认输入内容，并将账号和密码发送至服务器，与服务器数据库内的账号信息进行比对；
点击*”清空输入
内容。
当鼠标悬停在“#”与“*”会有功能提示。
同样，将鼠标移动至界面底端，会弹出按钮对话框，点击logout断开与服务器的连接,点击exit按钮，退出程序；
登录成功播放uniock提示音，登录失败播放error提示音，并显示相应的提示信息；
登录成功后密码按键将变为禁用状态，菜单栏将增加operation菜单栏，用户可以继续进一
步的操作；
同时File菜单内的Login菜单由启用状态变为禁用状态，Logout、Home菜单由禁用状态变为启用状态。
登录失败
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