智能家居系统远程监控技术研究与实现

《智能家居系统远程监控技术研究与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、江苏科技大学硕士学位论文大摘要论文题目智能家居系统远程监控技术研究与实现研究方向嵌入式系统及应用学科、专业电子与通信工程研究生姓名范东升导师姓名仲伟波填表时间2014年3月19日万方数据大摘要智能家居系统远程监控技术研究与实现大摘要随着科技水平的提高，人们对家居生活的要求也越来越高，智能家居系统已经慢慢进入人们的生活，由于这几年物联网技术的出现，智能家居系统也迎来了跳跃式发展。远程监控需要传输大量的控制消息，消息的即时性成为很重要的一个参考指标，XMPP是基于Xml语言的协议，其因开放性、及时性、扩展性等特点，被IETF确立为即时消息系统通信协议的标准。网络中传输

2、的视频数据，信息量非常庞大，对带宽要求较高，所以需对视频数据进行压缩传输，H.264视频压缩标准与其他标准相比，采用较多先进技术，提供高压缩比的同时能保证编码质量。将XMPP协议、H.264技术以及Z-Wave无线传感器网络技术相结合，构建具备远程监控技术的智能家居系统，且在XMPP协议框架的基础上实现P2P数据传输。整个系统由设备端、客户端和Openfire服务器三部分构成。系统中传输的消息为Xml流，视频数据由双方构建的P2P通道传输。本文采用混合式P2P网络拓扑结构，以Openfire服务器作为中心节点，负责设备端和客户端的消息交互，以STUN方式穿透NAT

3、构建P2P通道。设备端采集到的视频数据，由P2P通道发送至客户端，客户端调用FFmpeg解码、播放。系统中的消息包括XMPP基本会话消息，视频流控制消息、传感器控制消息、传感器状态消息等，均是由Openfire服务器根据消息体中接收端JID进行转发的。本文以智能家居系统远程监控技术研究与实现为题，将智能家居系统构建于XMPP协议基础之上，主要内容分为以下几个部分：（1）架构XMPP系统。采用开源的Openfire服务器作为XMPP服务器，设备端和客户端的XMPP客户端部分分别由loudmouth、Qxmpp开源库实现。（2）NAT穿透。采用STUN方式穿透NAT，

4、在设备端和客户端之间构建P2P通道，传输视频流。设备端和客户端分别向STUN服务器发送消息以获取NAT映射后的IP和端口，然后将自身地址信息发送至Openfire服务器，由服务器转发至对端，最后互相发送打洞信号以完成NAT穿透。（3）H.264视频流采集、解码以及播放。设备端采集视频流，然后从构建的P2P通道传输至客户端，客户端接收之后，调用FFmpeg库进行解码，并由Qt控件完成视频播放。（4）Z-Wave传感器控制及状态显示。在XMPP协议的框架下，统一定义传感器控制消息和传感器状态消息的Xml流形式，ZWave-Client进程通过HTTP协议对Z-Wave

5、网关进行访问和控制，以达到获取传感器状态及控制传感器等目的，且客户端需根据获取到的传感器状态来改变界面控件。本文实现的智能家居系统设备端采用GM8126网络摄像机作为硬件平台，Qt编写的客户端为控制端。经测试，系统稳定，传感器控制及时，视频清晰且延时小，各部分均已达到预期的设计要求。该系统虽然实现了智能家居系统中视频采集、P2P传输、视频解码、XMPP系统架构、Z-Wave传感器等部分的基本功能，但是系统仍然不是很完善，还有万方数据大摘要一些地方需要改进，具体为以下几个方面：（1）NAT穿透的成功率，利用STUN方式的NAT穿透仅限于克隆式NAT，对于对称式NAT

6、，这种穿透方式失效，应寻找一种穿透方式可以完成对对称式NAT的穿透。（2）视频图像有延时，延时虽然不大，但仍不是实时传输，这个方面有待提高，且图像卡顿。（3）传感器状态获取有时不是很及时，因为ZWave-Client进程每隔三秒才去读取Z-Wave网关里的数据，这个部分可改为Z-Wave网关一有数据改变就主动发送至ZWave-Client进程。关键词智能家居；物联网；XMPP；P2P；H.264；Openfire万方数据AbatractResearchandimplementationofremotemonitoringtechnologyofSmartHomeS

7、ystemAbstractWiththeimprovementoftechnology,peopleproposemoreandmoredemandsforhome-livingquality,andsmarthomesystementerspeople'slives.DuetotheemergenceoftheInternetofthingstechnologyinrecentyears,smarthomesystemhasbeenundertakenaspeedydevelopment.RemoteMonitoringneedtotransferlargeam

8、ounts