基于TC35i的智能家居系統(tǒng)設(shè)計

謝劍峰，盛 健，鄒麗君，張 勝

九江學(xué)院電子工程學(xué)院，江西九江 332005

基于TC35i的智能家居系統(tǒng)設(shè)計

謝劍峰，盛 健，鄒麗君，張 勝

九江學(xué)院電子工程學(xué)院，江西九江 332005

本文提出了一種基于TC35i的低成本的可遠距離控制的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計方案。該系統(tǒng)以51單片機為中央處理單元，結(jié)合GSM通信模塊實現(xiàn)家居系統(tǒng)的智能管理及遠程控制。

智能家居；單片機；GSM；TC35i

0 引言

利用GSM服務(wù)可以方便實現(xiàn)諸如住戶防火、防盜以及家用電器遠程控制等功能。利用GSM移動通信通用模塊TC35i結(jié)合51單片機可實現(xiàn)低功耗、高可靠性、高性價比的遠距離智能家居控制。

1 總體原理介紹

如圖1所示，本智能家居控制系統(tǒng)是51單片機為核心處理器，首先將采集后的家居環(huán)境信息、安防信號、家電運行狀態(tài)，經(jīng)處理器將數(shù)據(jù)處理后，輸出到LCD上，實現(xiàn)直接監(jiān)控。同時，將以上信息進行編碼打包，通過TC35i通訊模塊，在需要查詢或異常的情況下，將信息送到預(yù)先設(shè)置好號碼的手機上，以此實現(xiàn)用戶對于家統(tǒng)實現(xiàn)遠程的檢測與控制。

圖1 家居系統(tǒng)原理框圖

具體包含以下功能：

1）家庭環(huán)境監(jiān)測及控制。通過數(shù)字溫度濕度傳感器采集室內(nèi)外溫度濕度信息，緩存在單片機內(nèi)，采用自動貨遠程控制的方式，啟動貨關(guān)閉繼電器，控制空調(diào)或加濕器開關(guān)，使其能自動工作，保持室內(nèi)環(huán)境的舒適。

2）安防報警。在設(shè)防狀態(tài)下，通過門磁開關(guān)，熱釋電傳感器，煙霧傳感器，二氧化碳傳感器等傳感器，采集室內(nèi)安防信息，出現(xiàn)意外時自動發(fā)送報警信息到預(yù)設(shè)的用戶手機上。

3）紅外家電控制。通過短信或撥號方式遠距離控制單片機，由單片機控制紅外發(fā)射單元，產(chǎn)生與家電遙控器相同的紅外編碼，來控制家電的運行。

2 硬件設(shè)計

2.1 中央處理單元

結(jié)合系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能和性價比采用目前性能穩(wěn)定、價格低廉的AT89S52。該處理器控制簡單，功能豐富，含有8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，3個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。該設(shè)計為實現(xiàn)串口的同步通信，系統(tǒng)采用11.0592M時鐘。

2.2 LCD模塊

LCD控制模塊采用HTM12864Z液晶點陣模塊。該模塊工作電源電壓為3.0V～5.5V；顯示分辨率為128×64點；內(nèi)置漢字字庫，提供8192個16×16點陣漢字采用通信方式為串行、并口可選。128×64點顯示空間，滿足較多信息顯示。內(nèi)置字庫，簡化處理器工作。系統(tǒng)選用并口通信，保留單片機串口供GSM模塊使用。

2.3 GSM通信模塊

GSM通信模塊采用西門子雙頻通訊模塊TC35i，該模塊包括GSM基帶控制器、射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、射頻功率放大器、天線接口等六部分。其體積小、重量輕、功耗低，工作電壓為3.3V～4.8V，典型電壓為4.2V，休眠電流為3.5mA，最大工作電流為2A。可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號，功耗在EGSM900（4類）和GSM1800（1類）分別為2W和1W，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。TC35i的數(shù)據(jù)接口通過AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)。支持Text和PDU格式的SMS（Short Message Service，短消息）。

2.4 其他外圍單元

外圍電路主要有紅外發(fā)射單元、溫濕度采集單元和安防信號輸入單元3部分組成。紅外發(fā)射部分采用集成紅外發(fā)射模塊HS0038。溫濕度采集模塊采用DHTll數(shù)字溫濕度傳感器。安防信號輸入單元主要由門磁，熱釋電，煤氣傳感器等組成的報警信號網(wǎng)絡(luò)。

3 軟件設(shè)計

單片機采用循環(huán)中斷的工作方式。單片機通過并口完成環(huán)境信號、安防信號采集、紅外控制信號輸出和狀態(tài)的顯示。同時通過串口解碼和發(fā)送AT指令，完成與手機的交互通信。系統(tǒng)主要工作流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)流程圖

系統(tǒng)設(shè)置：包括初始化溫濕度傳感器、LCD，設(shè)置報警門限值和輸入控制電話號碼。根據(jù)紅外接收信號，設(shè)置設(shè)防貨狀態(tài)。

實時監(jiān)控：系統(tǒng)循環(huán)采集環(huán)境信息，檢測各路安防輸入信號，經(jīng)處理后，送到LCD顯示。一旦檢測到安防信號觸發(fā)，經(jīng)再次檢測確定后，將啟動聲光報警，同時通過短信息發(fā)到預(yù)設(shè)的手機實現(xiàn)實時報警。

查詢控制狀態(tài)：機主通過預(yù)設(shè)置于系統(tǒng)的手機號碼，可發(fā)送查詢、設(shè)防和家電控制命令。單片機接收GSM模塊收到的信息，若是預(yù)設(shè)的號碼，則解碼短信內(nèi)容并執(zhí)行，操作結(jié)束后，反饋一條完成信息。

4 結(jié)論

系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的可擴展性和性價比，本系統(tǒng)的實現(xiàn)，可以實現(xiàn)用戶對家居環(huán)境及設(shè)備的監(jiān)測和控制，大大的提高了家庭控制的方便性與實時性。

[1]鄔春明，艾闖，李丹.基于TC35i的小區(qū)遠程報警系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2007(11).

[2]劉濤，等.基于手機模塊TC35的單片機短消息收發(fā)系統(tǒng)[J].電子技術(shù)，2003(3).

TP2

A

1674-6708（2010）30-0255-02

2008年度九江學(xué)院大學(xué)生自主創(chuàng)新性試驗項目，項目編號：08XSCXXSY06

謝劍峰，學(xué)生，所在院校：九江學(xué)院電子工程學(xué)院，專業(yè)：通信