以wifi模塊供應商遠距離WiFi模塊為核心的低功耗無線網(wǎng)絡門鈴應用，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)和自動化技術的迅猛發(fā)展，智能小區(qū)、智能家庭逐步興起，對居住環(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。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預測，2021年我國智能家居產(chǎn)值將突破萬億元，潛在市場規(guī)模將達到5.8萬億元。海外研究機構Technavio公布的報告顯示，未來智能門鈴市場的復合年增長率達到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，具有廣闊的市場前景和較大的社會價值。通過wifi模塊供應商遠距離WiFi模塊，不需要外接無線RF模塊就可以連接網(wǎng)絡。與照相機模塊、音頻模塊、蜂鳴器、OLED屏、按鍵等外部設備的合作，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進行智能可視化，低功耗WiFi系統(tǒng)。

智能門鈴系統(tǒng)研究進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)貓眼依賴于光學成像，視角范圍小，當外界光強弱時，很難看到外面的情況，傳輸距離有限。伴隨著移動因特網(wǎng)技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，無線門鈴逐步過渡到無線門鈴。結合GSM網(wǎng)絡，設計出一種具有語音合成功能的智能門鈴系統(tǒng)；在CPLD(complexprogrammablelogicdevice)中實現(xiàn)了幀同步控制，為智能小區(qū)安全設計了無線可視對講門鈴系統(tǒng)；提出了遠程控制集可視化、語音對講、針對多個功能，如監(jiān)控與提醒等多種功能的移動互聯(lián)門鈴解決方案，設計了一種基于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，實現(xiàn)了一種無線編解碼的遙控門鈴，利用S單片機解決了用戶在任何時間、任何地點獲取訪問信息的需要，以5單片機為核心，設計了一種無線音樂門鈴，并將其與家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)功能相結合，設計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；針對特殊視頻顯示器攜帶不便，一種基于云服務的智能門鈴系統(tǒng)，wifi模塊供應商遠距離WiFi模塊實現(xiàn)廉價的家用智能門鈴系統(tǒng)，它支持WiFi設備Amazon儀表盤連接網(wǎng)絡，以A單片機為主控系統(tǒng)，介紹一種智能型家庭語音無線對講系統(tǒng)。

wifi模塊供應商遠距離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、喇叭、外部設備如OLED屏，蜂鳴器，USB轉(zhuǎn)串口，模擬器等，連接家庭WiFi,TCP，UDP協(xié)議實現(xiàn)了與移動終端的網(wǎng)絡通訊，移動終端采用帶有Android系統(tǒng)的智能手機。

無線視頻實時監(jiān)控模塊設計無線視頻實時監(jiān)控模塊，主要實現(xiàn)無線語音對講和無線實時視頻播放功能。在有來訪者按下門鈴后，攝像機打開工作發(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，實時圖像將實時圖像傳送到手機客戶端，通過手機App界面，可以實現(xiàn)OLED屏幕上的回復信息、打開語音對講等功能。。JPEG是一種全球圖像壓縮標準，它不但能保證圖像壓縮性能，而且具有很好的重構質(zhì)量，在圖像處理和視頻處理等方面有著廣泛的應用。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。

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

低功率模組設計設定休眠模式，在按動門鈴后，520主控板在休眠模式下蘇醒，初始化外圍設備連接wifi模塊供應商遠距離WiFi模塊WiFi網(wǎng)絡。如果在每一次成功的聯(lián)網(wǎng)開始計時，如果30s內(nèi)的TCP連接失敗，門鈴系統(tǒng)就會重新進入休眠模式。如果成功連接到手機客戶端TCP，則可以通過手機客戶端App觀看視頻，回復信息到OLED屏幕，并與訪客進行語音對講。在TCP連接斷開后30s內(nèi)，設備可以通過手機客戶端App立即進入休眠模式，或者在30s內(nèi)關閉手機客戶端App，無法在TCP連接中斷后重連，自動進入休眠模式。

WiFi網(wǎng)絡連接實現(xiàn)520可以快速實現(xiàn)AP或STA模式的網(wǎng)絡連接，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)絡處理器，SwitchToStaMode()功能將設備轉(zhuǎn)換為STA模式，用WlanConnect()功能連接到指定的WiFi網(wǎng)絡。實時視頻采集功能實現(xiàn)攝像機的初始化，設置攝像機的輸出數(shù)據(jù)為YCbCr4:2:2格式，并啟動攝像數(shù)據(jù)寫入sflash。用JFIF格式創(chuàng)建JPEG文件頭，對所采集的數(shù)據(jù)進行JPEG壓縮后發(fā)送到手機客戶端，通過手機App可存儲特定時間的圖片數(shù)據(jù)。在移動電話發(fā)出停止信號后，視頻設備關機休眠。

無線語音對講功能實現(xiàn)在收到從手機客戶端發(fā)出的開啟語音對講命令后，520外部設置的音頻模塊進行初始化，并設定話筒音量大小，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)出的關閉語音對講功能的命令后，關閉外部音頻模塊，僅傳送視頻。在啟動或從休眠狀態(tài)蘇醒時，計時器開始計數(shù)等待30s。如30s后仍無人接聽，設備又立即進入休眠狀態(tài)；若在等候時間被接聽，則執(zhí)行音視頻通訊、訊息回復功能。在網(wǎng)絡連接異常時，設備會自動復位。在520接收到手機客戶機發(fā)出的休眠指令之后，該設備馬上進入Hibernate模式。

系統(tǒng)測試環(huán)境搭建系統(tǒng)測試環(huán)境包括門鈴端和移動機兩個部分.門鈴端有帶wifi模塊供應商遠距離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、語音對講、消息回復等功能。

音頻和視頻測試主控板和安卓手機都連接家庭WiFi網(wǎng)絡，Android手機設置為：192.168.43.192固定IP，用于音頻測試。實驗結果：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)達到2K，經(jīng)過UDP協(xié)議，端口號5001發(fā)送到手機上播放音頻，通過終端口號5002對接收到的音頻數(shù)據(jù)進行解碼和播放。攝像機采集到640×480分辨率，并采用JPEG編碼格式，通過TCP協(xié)議發(fā)送到手機顯示器上，反復測試視頻播放流暢。通過TCP&UDP測試工具對網(wǎng)絡速度進行測試。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)過多次測試，平均網(wǎng)絡傳輸速度與網(wǎng)絡質(zhì)量、520處理速度成正比。

低功率測試系統(tǒng)將休眠設置為Hibernate模式，2種方法是通過按鍵觸發(fā)(設置pinGPIO13作為喚醒源)和定時喚醒(在網(wǎng)絡連接出錯時重新啟動)。在設備進入休眠狀態(tài)之后，干路消耗的電流為0.649mA。如果用5000毫安每小時的電源供電，每天按一次門鈴，每一次工作時間為1min，理論上可以待機使用半年。

利用wifi模塊供應商遠距離WiFi模塊設計出基于物聯(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，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；采用無線設計，本實用新型通過WiFi設備與手機進行通訊，而且安裝簡便，節(jié)約了人力物力。睡眠模式下，當有客人來時，門鈴會從睡眠狀態(tài)喚醒，它會自動連接WiFi設備，主人可以通過移動設備，在App上接收音頻、視頻數(shù)據(jù)，進行遠程訪問，并能與用戶進行實時語音對講。在以后的工作中，還會進一步考慮使用H264,H265等較高的視頻數(shù)據(jù)壓縮速率，以避免網(wǎng)絡阻塞，開展音視頻數(shù)據(jù)上傳，以及人臉識別信息推送等方面的研究。