以wifi模塊供應(yīng)商遠(yuǎn)距離WiFi模塊為核心的低功耗無線網(wǎng)絡(luò)門鈴應(yīng)用，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能小區(qū)、智能家庭逐步興起，對(duì)居住環(huán)境的安全要求也越來越高。智能型門鈴聲作為智能家庭的重要組成部分，代替?zhèn)鹘y(tǒng)功能單一的門鈴成為必然趨勢(shì)。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2021年我國智能家居產(chǎn)值將突破萬億元，潛在市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到5.8萬億元。海外研究機(jī)構(gòu)Technavio公布的報(bào)告顯示，未來智能門鈴市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到69%。智能型可視化WiFi門鈴聲，有效提高了家庭生活的便利性、科技感和安全感，具有廣闊的市場(chǎng)前景和較大的社會(huì)價(jià)值。通過wifi模塊供應(yīng)商遠(yuǎn)距離WiFi模塊，不需要外接無線RF模塊就可以連接網(wǎng)絡(luò)。與照相機(jī)模塊、音頻模塊、蜂鳴器、OLED屏、按鍵等外部設(shè)備的合作，利用C語言和520SDK在IAR集成開發(fā)環(huán)境下，利用C語言和520SDK進(jìn)行智能可視化，低功耗WiFi系統(tǒng)。

智能門鈴系統(tǒng)研究進(jìn)展早期的門鈴輔助安裝貓眼，通過貓眼看到門外訪客。常規(guī)貓眼依賴于光學(xué)成像，視角范圍小，當(dāng)外界光強(qiáng)弱時(shí)，很難看到外面的情況，傳輸距離有限。伴隨著移動(dòng)因特網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，無線門鈴逐步過渡到無線門鈴。結(jié)合GSM網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)出一種具有語音合成功能的智能門鈴系統(tǒng)；在CPLD(complexprogrammablelogicdevice)中實(shí)現(xiàn)了幀同步控制，為智能小區(qū)安全設(shè)計(jì)了無線可視對(duì)講門鈴系統(tǒng)；提出了遠(yuǎn)程控制集可視化、語音對(duì)講、針對(duì)多個(gè)功能，如監(jiān)控與提醒等多種功能的移動(dòng)互聯(lián)門鈴解決方案，設(shè)計(jì)了一種基于ARM的智能可視電子門鈴系統(tǒng)，用S芯片作為主芯片，將UCOS-II操作系統(tǒng)移植到UCOS-II操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了一種無線編解碼的遙控門鈴，利用S單片機(jī)解決了用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)獲取訪問信息的需要，以5單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了一種無線音樂門鈴，并將其與家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種新型無線音樂門鈴。協(xié)助查明閉路電視上的證據(jù)，以確定入侵者；針對(duì)特殊視頻顯示器攜帶不便，一種基于云服務(wù)的智能門鈴系統(tǒng)，wifi模塊供應(yīng)商遠(yuǎn)距離WiFi模塊實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的家用智能門鈴系統(tǒng)，它支持WiFi設(shè)備Amazon儀表盤連接網(wǎng)絡(luò)，以A單片機(jī)為主控系統(tǒng)，介紹一種智能型家庭語音無線對(duì)講系統(tǒng)。

wifi模塊供應(yīng)商遠(yuǎn)距離WiFi模塊智能型可視化低功耗WiFi門鈴系統(tǒng)，采用520主控板作為核心，配備有攝像頭、麥克風(fēng)、喇叭、外部設(shè)備如OLED屏，蜂鳴器，USB轉(zhuǎn)串口，模擬器等，連接家庭WiFi,TCP，UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了與移動(dòng)終端的網(wǎng)絡(luò)通訊，移動(dòng)終端采用帶有Android系統(tǒng)的智能手機(jī)。

無線視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)無線視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，主要實(shí)現(xiàn)無線語音對(duì)講和無線實(shí)時(shí)視頻播放功能。在有來訪者按下門鈴后，攝像機(jī)打開工作發(fā)送接收到的圖像數(shù)據(jù)，通過JPEG編碼輸入520主控板，客戶App與520主控板建立TCP連接后，實(shí)時(shí)圖像將實(shí)時(shí)圖像傳送到手機(jī)客戶端，通過手機(jī)App界面，可以實(shí)現(xiàn)OLED屏幕上的回復(fù)信息、打開語音對(duì)講等功能。。JPEG是一種全球圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它不但能保證圖像壓縮性能，而且具有很好的重構(gòu)質(zhì)量，在圖像處理和視頻處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。JPEG編碼過程主要包括：采集RGB數(shù)據(jù)，YUV轉(zhuǎn)換，8×8數(shù)據(jù)塊提取，F(xiàn)DCT變換，量化，Z變換，Hofman編碼，輸出JPG格式。

無線語音對(duì)講模塊設(shè)計(jì)無線語音對(duì)講模塊的原理。它的基本原理是，當(dāng)語音對(duì)講功能打開時(shí)，520主控板把來訪者的語音信息發(fā)送給客戶機(jī)，由話筒將采集的音頻數(shù)據(jù)用ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換，編碼過程后經(jīng)過UDP協(xié)議，端口號(hào)5001，發(fā)送給客戶端。同時(shí)，將接收到的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，由DAC進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過喇叭進(jìn)行回放，讓來訪者接聽。

低功率模組設(shè)計(jì)設(shè)定休眠模式，在按動(dòng)門鈴后，520主控板在休眠模式下蘇醒，初始化外圍設(shè)備連接wifi模塊供應(yīng)商遠(yuǎn)距離WiFi模塊WiFi網(wǎng)絡(luò)。如果在每一次成功的聯(lián)網(wǎng)開始計(jì)時(shí)，如果30s內(nèi)的TCP連接失敗，門鈴系統(tǒng)就會(huì)重新進(jìn)入休眠模式。如果成功連接到手機(jī)客戶端TCP，則可以通過手機(jī)客戶端App觀看視頻，回復(fù)信息到OLED屏幕，并與訪客進(jìn)行語音對(duì)講。在TCP連接斷開后30s內(nèi)，設(shè)備可以通過手機(jī)客戶端App立即進(jìn)入休眠模式，或者在30s內(nèi)關(guān)閉手機(jī)客戶端App，無法在TCP連接中斷后重連，自動(dòng)進(jìn)入休眠模式。

WiFi網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)520可以快速實(shí)現(xiàn)AP或STA模式的網(wǎng)絡(luò)連接，在正式的SDK包中調(diào)用ConfigureSimpleLinkToDefaultState()功能完成配置，使用sl_Strat()函數(shù)打開網(wǎng)絡(luò)處理器，SwitchToStaMode()功能將設(shè)備轉(zhuǎn)換為STA模式，用WlanConnect()功能連接到指定的WiFi網(wǎng)絡(luò)。實(shí)時(shí)視頻采集功能實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的初始化，設(shè)置攝像機(jī)的輸出數(shù)據(jù)為YCbCr4:2:2格式，并啟動(dòng)攝像數(shù)據(jù)寫入sflash。用JFIF格式創(chuàng)建JPEG文件頭，對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行JPEG壓縮后發(fā)送到手機(jī)客戶端，通過手機(jī)App可存儲(chǔ)特定時(shí)間的圖片數(shù)據(jù)。在移動(dòng)電話發(fā)出停止信號(hào)后，視頻設(shè)備關(guān)機(jī)休眠。

無線語音對(duì)講功能實(shí)現(xiàn)在收到從手機(jī)客戶端發(fā)出的開啟語音對(duì)講命令后，520外部設(shè)置的音頻模塊進(jìn)行初始化，并設(shè)定話筒音量大小，為Bufferbuffer分配接收和發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)，設(shè)置ADC通過DMA方式獲取的數(shù)據(jù)。通過輪詢方式完成音、視頻的采集、發(fā)送和播放。在520收到由客戶端發(fā)出的關(guān)閉語音對(duì)講功能的命令后，關(guān)閉外部音頻模塊，僅傳送視頻。在啟動(dòng)或從休眠狀態(tài)蘇醒時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)數(shù)等待30s。如30s后仍無人接聽，設(shè)備又立即進(jìn)入休眠狀態(tài)；若在等候時(shí)間被接聽，則執(zhí)行音視頻通訊、訊息回復(fù)功能。在網(wǎng)絡(luò)連接異常時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)復(fù)位。在520接收到手機(jī)客戶機(jī)發(fā)出的休眠指令之后，該設(shè)備馬上進(jìn)入Hibernate模式。

系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境搭建系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境包括門鈴端和移動(dòng)機(jī)兩個(gè)部分.門鈴端有帶wifi模塊供應(yīng)商遠(yuǎn)距離WiFi模塊WiFi的520為核心板，它有USB轉(zhuǎn)串口、模擬接口等接口，外接Mt9d1118位并發(fā)攝像頭、32mmOLED顯示屏、聲頻模塊等，在IAR集成開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行程序編譯，燒錄到Flash片源。MIUIClientMIUI4，配備Android6.0.1系統(tǒng)，內(nèi)置2GRAM/16GROM，具有視頻觀看、語音對(duì)講、消息回復(fù)等功能。

音頻和視頻測(cè)試主控板和安卓手機(jī)都連接家庭WiFi網(wǎng)絡(luò)，Android手機(jī)設(shè)置為：192.168.43.192固定IP，用于音頻測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：所有的聲音和視頻都能正常工作。打開音頻采集后，采集到的音頻數(shù)據(jù)達(dá)到2K，經(jīng)過UDP協(xié)議，端口號(hào)5001發(fā)送到手機(jī)上播放音頻，通過終端口號(hào)5002對(duì)接收到的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和播放。攝像機(jī)采集到640×480分辨率，并采用JPEG編碼格式，通過TCP協(xié)議發(fā)送到手機(jī)顯示器上，反復(fù)測(cè)試視頻播放流暢。通過TCP&UDP測(cè)試工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度進(jìn)行測(cè)試。在此期間TCP接收速度是634880B/s，足以滿足640×480字節(jié)的圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)傳輸，經(jīng)過多次測(cè)試，平均網(wǎng)絡(luò)傳輸速度與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、520處理速度成正比。

低功率測(cè)試系統(tǒng)將休眠設(shè)置為Hibernate模式，2種方法是通過按鍵觸發(fā)(設(shè)置pinGPIO13作為喚醒源)和定時(shí)喚醒(在網(wǎng)絡(luò)連接出錯(cuò)時(shí)重新啟動(dòng))。在設(shè)備進(jìn)入休眠狀態(tài)之后，干路消耗的電流為0.649mA。如果用5000毫安每小時(shí)的電源供電，每天按一次門鈴，每一次工作時(shí)間為1min，理論上可以待機(jī)使用半年。

利用wifi模塊供應(yīng)商遠(yuǎn)距離WiFi模塊設(shè)計(jì)出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能可視化低功耗WiFi門鈴，解決了傳統(tǒng)門鈴傳送距離的問題，實(shí)現(xiàn)了無線傳輸、低功耗及音視頻通訊功能。使用低功率芯片，在無訪問者時(shí)，門鈴處于休眠狀態(tài)，大大減少了電源消耗，這樣就能用內(nèi)置電源供電，無需頻繁更換電源；采用無線設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型通過WiFi設(shè)備與手機(jī)進(jìn)行通訊，而且安裝簡(jiǎn)便，節(jié)約了人力物力。睡眠模式下，當(dāng)有客人來時(shí)，門鈴會(huì)從睡眠狀態(tài)喚醒，它會(huì)自動(dòng)連接WiFi設(shè)備，主人可以通過移動(dòng)設(shè)備，在App上接收音頻、視頻數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，并能與用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)語音對(duì)講。在以后的工作中，還會(huì)進(jìn)一步考慮使用H264,H265等較高的視頻數(shù)據(jù)壓縮速率，以避免網(wǎng)絡(luò)阻塞，開展音視頻數(shù)據(jù)上傳，以及人臉識(shí)別信息推送等方面的研究。