智能家居控制系統(tǒng)的研究設(shè)計

江珊珊

【摘 要】本文首先介紹了智能家居控制系統(tǒng)的相關(guān)概念，分析討論了發(fā)展方向，同時對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了簡要介紹。

【關(guān)鍵詞】智能；安全；控制系統(tǒng)

隨著網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的全球覆蓋，目前基于Internet的網(wǎng)絡(luò)和控制結(jié)構(gòu)是未來智能家居的主要構(gòu)造方式。整個智能家居結(jié)構(gòu)的核心是Internet。以互聯(lián)網(wǎng)為中心，在家庭網(wǎng)絡(luò)連接下，結(jié)合了包括家居控制、信息服務(wù)、通訊交流、商務(wù)、娛樂、教育、醫(yī)療保健、移動通訊，多種多樣的而且數(shù)量巨大的智能家居系統(tǒng)的解決方法。

1 研究內(nèi)容及意義

（1）本研究的設(shè)計是基于智能基于GSM網(wǎng)絡(luò)的家庭報警系統(tǒng)，采用門磁傳感器、人體傳感器、溫度傳感器和氣敏半導(dǎo)體傳感器等組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠準確無誤的檢測出警情信號。如果有警情發(fā)生，智能家居報警系統(tǒng)能及時有效地探測各種警情信息并以電話語音通話或短信息消息（SMS）的形式立即將警情消息發(fā)送給用戶手機上。此時，用戶通過收到的短信消息進行相應(yīng)的防護措施來保護自己的財產(chǎn)安全，從而使得自己的損失降到最低，與此同時，智能家居報警系統(tǒng)中還加人了實時時鐘芯片，通過實時時鐘芯片來記錄警報消息的時間。該系統(tǒng)除了可以實現(xiàn)防盜和報警功能的，家居用戶還可以通過SMS具有的雙向數(shù)據(jù)通信的功能，可以使得用戶通過短信息形式及時查詢室內(nèi)各個儀器設(shè)備的環(huán)境狀態(tài)及智能家居報警系統(tǒng)系統(tǒng)的運行信息，根據(jù)自己家居環(huán)境的實際需求控制家用電器設(shè)備的關(guān)閉和運行，比如測量與控制家居室內(nèi)的實時溫度。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，作為信息技術(shù)產(chǎn)物的智能家居報警系統(tǒng)也在發(fā)生巨大的變化。同時，智能家居系統(tǒng)的管理模式也會相應(yīng)的發(fā)生調(diào)整。這些將進一步加速智能家居改革和升級。智能家居報警系統(tǒng)屬于智能家居系統(tǒng)中一個最重要的組成部分，對于提高普通家庭人們的生活水平質(zhì)量有著非凡的意義。其中，智能家居報警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)家居火災(zāi)的發(fā)生、非法陌生人員的闖人以及煤氣的泄漏等現(xiàn)象實現(xiàn)自動報警，為人們的生活和工作提供安全保障，成為一個非常有實用價值的服務(wù)系統(tǒng)。在這個什么都講究綠色環(huán)保的時代里，家居的環(huán)?？芍^是重中之重。智能家居報警系統(tǒng)就可以發(fā)揮出巨大的用處。為用戶提供最好的方案，可以讓戶主對其住處的控制更加方便，更加安心，更可以為家庭的節(jié)約方面做出不小的貢獻。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 網(wǎng)絡(luò)安全

伴隨著遠程報警技術(shù)的推廣及其應(yīng)用的普遍，相關(guān)部門逐漸認識到了網(wǎng)絡(luò)安全的嚴峻性，即將發(fā)布的智能家居相關(guān)的國家標(biāo)準已經(jīng)關(guān)注到遠程操控的安全這個難以解決和存在風(fēng)險的關(guān)鍵問題，使得家居用戶在技術(shù)上防范以后的網(wǎng)絡(luò)入侵家居系統(tǒng)，從而讓家居用戶能安心地使無線技術(shù)不斷進步和日益普及以及GPRS網(wǎng)絡(luò)信號普遍存在性，且其成本已經(jīng)降低到用戶可以接受的地步，家居用戶可以利用網(wǎng)絡(luò)信號GPRS的性能來便捷的實現(xiàn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠程監(jiān)控和控制通信，不僅使該系統(tǒng)易于安全維護。

2.2 防盜技術(shù)

對于報警系統(tǒng)來說Internet與GSM網(wǎng)絡(luò)信號是兩個非常好的的選擇。但對于Internet的報警技術(shù)，由于它的使用成本太高，這對于普通家庭來說，根本無法實現(xiàn)普及使用的界面。相反，對于以GSM網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的智能家居報警系統(tǒng)，用戶可以通過手機于短信服務(wù)和語音通話方式，來實現(xiàn)了對家居儀器設(shè)備的監(jiān)控，這樣就避免了傳統(tǒng)報警方式存在的漏洞，對于以GSM網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的智能家居報警系統(tǒng)具有較快的傳輸速度、不占用帶寬、較低的費用、簡單方便的操作等優(yōu)勢。

2.3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)介紹

本文研究了家庭智能報警器通過一個點對點短消息服務(wù)和語音服務(wù)業(yè)務(wù)，結(jié)合單片機技術(shù)和移動技術(shù)GSM通信技術(shù)，實現(xiàn)STC89C52單片機和模塊TC35i之間的相互連接。家居用戶可以通過智能家居報警系統(tǒng)可以隨時監(jiān)聽和監(jiān)控家居范圍內(nèi)的環(huán)境信息。當(dāng)系統(tǒng)中的STC89C52單片機監(jiān)測到人體傳感器、門磁傳感器、和溫度傳感器等模塊有警情信號輸出，并且該系統(tǒng)正處于設(shè)防的狀態(tài)時，STC89C52單片機將會呈現(xiàn)中斷狀態(tài)，然后單片機從存儲器讀取手機號碼，第一時間通過TC35I模塊向用戶手機發(fā)送報警信息，包括發(fā)送短信息報警和播放電話語音通話，從而使用戶及時得到信息并報警。

家居用戶可以使用鍵盤完成自己的移動手機號碼，密碼和家居報警系統(tǒng)的時間的設(shè)置。TC35i模塊接收到家居用戶手機反饋的短消息信息后，通過STC89C52單片機來對控制模板對短消息信息命令進行分類解密，讓您根據(jù)相應(yīng)的短消息掌控全部家用電器使用命令，并隨時獲得電器的運行狀態(tài)。通過以上分析可以得知，智能家居報警系統(tǒng)采用了單片機對用戶短消息信息解碼和實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能，對用戶報警信息內(nèi)容進行分析解密，對各種家用設(shè)備的運行狀態(tài)加以控制。該系統(tǒng)包括六個模塊，它們是單片機，傳感器，GSM，液晶顯示模塊，鍵盤和電源。本（下轉(zhuǎn)第71頁）（上接第85頁）文研究的智能家居報警系統(tǒng)，主控制平臺選擇STC89C52單片機，同時，各個傳感器檢測到報警信息時，單片機產(chǎn)生中斷信號在發(fā)送，從而會激活系統(tǒng)的報警功能。同時，STC89C52單片機可以利用系統(tǒng)自帶的雙向串口向GSM模塊發(fā)送相應(yīng)的AT指令，從而使得系統(tǒng)向家居用戶發(fā)送相應(yīng)的報警信息。當(dāng)人體紅外傳感器感應(yīng)到有人非法混入或者進入家居環(huán)境時，系統(tǒng)中的MCU可以通過發(fā)送相應(yīng)的AT指令使得報警模塊向家居用戶發(fā)出警報信息，同時使用方便快捷的GSM移動網(wǎng)絡(luò)，會以最通用的短信方式，迅速把異常的信息發(fā)送到家居用戶的手機上。

智能家居報警系統(tǒng)中遠程安全監(jiān)控儀的供電采取電轉(zhuǎn)換加蓄電池替補的雙重模式，目的是保證出現(xiàn)斷電故障時，仍然可以正常的進行工作。遠程安全監(jiān)控儀的信息傳遞載體為程控電話線路，可以實現(xiàn)與家居用戶移動電話終端的互聯(lián)工作，并且能夠利用線路電壓監(jiān)測功能探測用戶線路是否被盜用的情況。系統(tǒng)中的遠程安全監(jiān)控儀器采用模塊化設(shè)計，其中，傳感器模塊的門磁傳感器的UO接口模塊可以用于監(jiān)測門窗的打開和關(guān)閉情況；人體紅外探測模塊適用于探測人體移動的熱釋電；尤其是火災(zāi)的探測工作則使溫度檢測模塊和可燃性氣體接口模塊。除此之外，智能家居報警系統(tǒng)中有自動增益的監(jiān)聽模塊和設(shè)置了實時時鐘模塊。數(shù)據(jù)記錄和實時時鐘模塊的比較分析可以提供精準的時間；此外，在家用電器設(shè)備的開關(guān)控制器模塊中，為了實現(xiàn)對照明，通風(fēng)等系統(tǒng)的精確控制，我采取的是繼電器輸出的方式。

目前，因為GSM模塊的智能和方便，在廣泛的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域都有許多不同的應(yīng)用。例如，在道路上的車載監(jiān)控系統(tǒng)，就是用GSM模塊將車輛行駛的GPS數(shù)據(jù)上傳到車輛管理中心；在電力、水務(wù)方面，通過GSM模塊實現(xiàn)的遠程智能抄表，就可以時刻查詢用戶使用的電量和水量，像什么無線報警系統(tǒng)和個人跟蹤器等等的芯片都或多或少的安裝了GSM的模塊。可以肯定的說，伴隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和成熟，GSM模塊的應(yīng)用就會走的越來越遠。

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