以wifi模块供应商远距离WiFi模块为核心的低功耗无线网络门铃应用

以wifi模块供应商远距离WiFi模块为核心的低功耗无线网络门铃应用，伴随着物联网和自动化技术的迅猛发展，智能小区、智能家庭逐步兴起，对居住环境的安全要求也越来越高。智能型门铃声作为智能家庭的重要组成部分，代替传统功能单一的门铃成为必然趋势。据前瞻产业研究院预测，2021年我国智能家居产值将突破万亿元，潜在市场规模将达到5.8万亿元。海外研究机构Technavio公布的报告显示，未来智能门铃市场的复合年增长率达到69%。智能型可视化WiFi门铃声，有效提高了家庭生活的便利性、科技感和安全感，具有广阔的市场前景和较大的社会价值。通过wifi模块供应商远距离WiFi模块，不需要外接无线RF模块就可以连接网络。与照相机模块、音频模块、蜂鸣器、OLED屏、按键等外部设备的合作，利用C语言和520SDK在IAR集成开发环境下，利用C语言和520SDK进行智能可视化，低功耗WiFi系统。

智能门铃系统研究进展早期的门铃辅助安装猫眼，通过猫眼看到门外访客。常规猫眼依赖于光学成像，视角范围小，当外界光强弱时，很难看到外面的情况，传输距离有限。伴随着移动因特网技术和物联网技术的发展，无线门铃逐步过渡到无线门铃。结合GSM网络，设计出一种具有语音合成功能的智能门铃系统；在CPLD(complexprogrammablelogicdevice)中实现了帧同步控制，为智能小区安全设计了无线可视对讲门铃系统；提出了远程控制集可视化、语音对讲、针对多个功能，如监控与提醒等多种功能的移动互联门铃解决方案，设计了一种基于ARM的智能可视电子门铃系统，用S芯片作为主芯片，将UCOS-II操作系统移植到UCOS-II操作系统中，实现了一种无线编解码的遥控门铃，利用S单片机解决了用户在任何时间、任何地点获取访问信息的需要，以5单片机为核心，设计了一种无线音乐门铃，并将其与家庭网络系统功能相结合，设计出一种新型无线音乐门铃。协助查明闭路电视上的证据，以确定入侵者；针对特殊视频显示器携带不便，一种基于云服务的智能门铃系统，wifi模块供应商远距离WiFi模块实现廉价的家用智能门铃系统，它支持WiFi设备Amazon仪表盘连接网络，以A单片机为主控系统，介绍一种智能型家庭语音无线对讲系统。

wifi模块供应商远距离WiFi模块智能型可视化低功耗WiFi门铃系统，采用520主控板作为核心，配备有摄像头、麦克风、喇叭、外部设备如OLED屏，蜂鸣器，USB转串口，模拟器等，连接家庭WiFi,TCP，UDP协议实现了与移动终端的网络通讯，移动终端采用带有Android系统的智能手机。

无线视频实时监控模块设计无线视频实时监控模块，主要实现无线语音对讲和无线实时视频播放功能。在有来访者按下门铃后，摄像机打开工作发送接收到的图像数据，通过JPEG编码输入520主控板，客户App与520主控板建立TCP连接后，实时图像将实时图像传送到手机客户端，通过手机App界面，可以实现OLED屏幕上的回复信息、打开语音对讲等功能。。JPEG是一种全球图像压缩标准，它不但能保证图像压缩性能，而且具有很好的重构质量，在图像处理和视频处理等方面有着广泛的应用。JPEG编码过程主要包括：采集RGB数据，YUV转换，8×8数据块提取，FDCT变换，量化，Z变换，Hofman编码，输出JPG格式。

无线语音对讲模块设计无线语音对讲模块的原理。它的基本原理是，当语音对讲功能打开时，520主控板把来访者的语音信息发送给客户机，由话筒将采集的音频数据用ADC进行转换，编码过程后经过UDP协议，端口号5001，发送给客户端。同时，将接收到的音频数据进行解码，由DAC进行转换，通过喇叭进行回放，让来访者接听。

低功率模组设计设定休眠模式，在按动门铃后，520主控板在休眠模式下苏醒，初始化外围设备连接wifi模块供应商远距离WiFi模块WiFi网络。如果在每一次成功的联网开始计时，如果30s内的TCP连接失败，门铃系统就会重新进入休眠模式。如果成功连接到手机客户端TCP，则可以通过手机客户端App观看视频，回复信息到OLED屏幕，并与访客进行语音对讲。在TCP连接断开后30s内，设备可以通过手机客户端App立即进入休眠模式，或者在30s内关闭手机客户端App，无法在TCP连接中断后重连，自动进入休眠模式。

WiFi网络连接实现520可以快速实现AP或STA模式的网络连接，在正式的SDK包中调用ConfigureSimpleLinkToDefaultState()功能完成配置，使用sl_Strat()函数打开网络处理器，SwitchToStaMode()功能将设备转换为STA模式，用WlanConnect()功能连接到指定的WiFi网络。实时视频采集功能实现摄像机的初始化，设置摄像机的输出数据为YCbCr4:2:2格式，并启动摄像数据写入sflash。用JFIF格式创建JPEG文件头，对所采集的数据进行JPEG压缩后发送到手机客户端，通过手机App可存储特定时间的图片数据。在移动电话发出停止信号后，视频设备关机休眠。

无线语音对讲功能实现在收到从手机客户端发出的开启语音对讲命令后，520外部设置的音频模块进行初始化，并设定话筒音量大小，为Bufferbuffer分配接收和发送的音频数据，设置ADC通过DMA方式获取的数据。通过轮询方式完成音、视频的采集、发送和播放。在520收到由客户端发出的关闭语音对讲功能的命令后，关闭外部音频模块，仅传送视频。在启动或从休眠状态苏醒时，计时器开始计数等待30s。如30s后仍无人接听，设备又立即进入休眠状态；若在等候时间被接听，则执行音视频通讯、讯息回复功能。在网络连接异常时，设备会自动复位。在520接收到手机客户机发出的休眠指令之后，该设备马上进入Hibernate模式。

系统测试环境搭建系统测试环境包括门铃端和移动机两个部分.门铃端有带wifi模块供应商远距离WiFi模块WiFi的520为核心板，它有USB转串口、模拟接口等接口，外接Mt9d1118位并发摄像头、32mmOLED显示屏、声频模块等，在IAR集成开发环境下进行程序编译，烧录到Flash片源。MIUIClientMIUI4，配备Android6.0.1系统，内置2GRAM/16GROM，具有视频观看、语音对讲、消息回复等功能。

音频和视频测试主控板和安卓手机都连接家庭WiFi网络，Android手机设置为：192.168.43.192固定IP，用于音频测试。实验结果：所有的声音和视频都能正常工作。打开音频采集后，采集到的音频数据达到2K，经过UDP协议，端口号5001发送到手机上播放音频，通过终端口号5002对接收到的音频数据进行解码和播放。摄像机采集到640×480分辨率，并采用JPEG编码格式，通过TCP协议发送到手机显示器上，反复测试视频播放流畅。通过TCP&UDP测试工具对网络速度进行测试。在此期间TCP接收速度是634880B/s，足以满足640×480字节的图像数据和音频数据传输，经过多次测试，平均网络传输速度与网络质量、520处理速度成正比。

低功率测试系统将休眠设置为Hibernate模式，2种方法是通过按键触发(设置pinGPIO13作为唤醒源)和定时唤醒(在网络连接出错时重新启动)。在设备进入休眠状态之后，干路消耗的电流为0.649mA。如果用5000毫安每小时的电源供电，每天按一次门铃，每一次工作时间为1min，理论上可以待机使用半年。

利用wifi模块供应商远距离WiFi模块设计出基于物联网的智能可视化低功耗WiFi门铃，解决了传统门铃传送距离的问题，实现了无线传输、低功耗及音视频通讯功能。使用低功率芯片，在无访问者时，门铃处于休眠状态，大大减少了电源消耗，这样就能用内置电源供电，无需频繁更换电源；采用无线设计，本实用新型通过WiFi设备与手机进行通讯，而且安装简便，节约了人力物力。睡眠模式下，当有客人来时，门铃会从睡眠状态唤醒，它会自动连接WiFi设备，主人可以通过移动设备，在App上接收音频、视频数据，进行远程访问，并能与用户进行实时语音对讲。在以后的工作中，还会进一步考虑使用H264,H265等较高的视频数据压缩速率，以避免网络阻塞，开展音视频数据上传，以及人脸识别信息推送等方面的研究。