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基于单片机的智能家居远程抑制系统

发布时间:2018-12-04 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    基于单片机的智能家居远程抑制系统作者:未知   摘要: 本文主要介绍基于单片机系统的智能家居远程抑制系统。其选取计算机网络技能、无线数据传输技能,可以自动采集家居相关数据信息及调控(如温度、湿度、火焰、烟雾、关联家用电器等),主要由抑制器模块、电源模块、显示模块、各种传感器模块、GSM无线通讯模块、WiFi网络模块搭建而成,各模块由各自子抑制中心完成对数据信息的处理,将与家居生活有关的各个子系统如安防报警、灯光抑制、煤气报警、信息家电、场景联动等有机地融合在一同,应用WiFi通信网络,对家居进行网络化综合管理和智能化远程抑制,实现互联互通。
  关键词: 智能家居; 远程抑制; 平安防范; GSM模块; WiFi网络
  中图分类号:TP271+.4
  文献标志码:A
  文章编号:2095-2163(2017)04-0118-03
  0引言
  随着物联网等技能的不时更新,智能家居行业得到了快速的发展。而且,人们对生活质量的要求也呈现可观增长态势,这就使得智能家居的需求日趋丰富辽阔。因此,提供一套设计合理、方便、完善的智能家居抑制系统也即愈发凸显其现实研讨的重要性。在智能家居的整个体系中,核心模块是智能家居抑制系统,由其有效抑制着智能家居的所有环节。本次研讨指出,对家居环境进行跟踪、报警、实时监测与平安防护及远程维护等,构建数字高端的管理与服务功能,物联网智能家居家当也已彰显出其个性化、智能化、便捷化和高效化的强大优势,对实现理想、节能、平安、环保的一体化全新家居生活环境具有重要意义。
  1系统整体设计
  系统整体结构图如图1所示。
  [PS汪雨涵1.EPS;S*2;X*2,BP#]
  [ST6HZ][WT6HZ][JZ]�D1系统总体结构图
  [JZ]Fig. 1System structure framework graph
  [HT5”SS][ST5”BZ][WT5”BZ]
  研讨中,系统中央抑制及处理器选取的是AT89S51单片机,系统与用户之间的通信基于GSM模块。主体定制功能便是当用户对系统进行远程抑制时,通过拨打固定电话,系统检测大振铃自动摘机并发布相应的语音提示,用户根据提示输入需求指令生成操作抑制。系统接收到指令后,主控芯片通过WiFi获取各传感器的信息,并以短信与语音的方式发送给用户;同时能够对各个电器抑制终端调控执行、即实现智能化的远程抑制。另外,当系统检测到家中有火灾、燃气泄漏等危险情况发生时,会自动通知安保系统,避免不必要的丧失,确保居住环境的平安性。
  2硬件系统设计
  2.1硬件系统设计总述
  在本次系统研讨中,硬件局部主要包括的功能支持模块有:以AT89S51单片机为核心、各传感器模块、GSM通信模块、WiFi模块 、解码电路等。在此,给出系统总体设计的研发流程可论述如下:
  1)以AT89S51单片机为核心,以传感器、GSM模块、WiFi模块等作为外部器件,搭建了家庭网关的硬件平台。
  2)利用WiFi模块实现传感器与主控系统间的互动通讯。
  3)利用传感器提供各个数据的监测,当传感器监测的各个目标变化时,数据将实时反馈至主控。
  4)用户与系统通过GSM模块进行数据的传输,利用GSM模块的短消息和电话功能实现了智能家居的远程监控,若监测目标达到预警值,主控将发送信息给用户。
  5)利用语音播报模块及抑制GSM模块的相关指令操控移动电话接听、播报而与用户有效展开信息交互。
  6)利用MT8870芯片来推进DTMF解码用户发送指令并传送到单片机中。
  7)使用一台IBM-PC/XT兼容机、ME-5103单片机仿真机、MF116万用表、计算机5V稳压电源、SR8双踪示波器进行系统调试。
  8)完成各功能模块的硬件选择、电路设计、软件编程和调试后,则实现了家庭网络利用GSM模块设计展开远程监控的功能。
  2.2WiFi 无线通讯技能
  传统的智能家居的通讯方式多为有线连接, 因此呈现出布线麻烦、扩展性差等弊端劣势。由于无线技能的普及,云计算与物联网的出现,无线通讯智能家居起初流行,并逐步发展,目前已成为智能家居系统的主流首选。进一步地,ZigBee 通讯技能、红外通讯技能、Z-Wave、WiFi 技能等均是目前智能家居产品常用的网络通信方式。其中,红外通讯技能较成熟,但存在着一些技能问题及缺陷,例如传输距离短、通讯角度小、自带多重限制等,并不符合智能家居。ZigBee 是一种能够近距离传输且复杂度、功耗、速率及成本都较低的无线通讯技能,但会受到传输速度和距离的限制。而 WiFi 技能的优势在于:无线电波覆盖范围广,传输速度快,WiFi 技能将智能家居的不同家电设备、通讯设备、平安防护设备高效地连接起来,提供比传统智能家居更平安、舒适、便捷的生活空间。为此,本次研讨中选用了WiFi无限通讯技能。
  2.3GSM 通信模块
  GSM模块,是一个类似于手机的通信模块,在一块小电路板上集成了手机的若干功能。不但能够发送短消息,支持通话等等,具备了很多手机的实勤奋能。形象来说,该模块就非常于配置了手机的核心局部,因而在很多应用领域中都获得了广泛的应用。若要操作抑制GSM模块,则需使用AT指令,模块能够与电脑RS232串口相连,也能够用单片机来进行抑制。该系统中使用的GSM模块是由Siemens公司生产的TC35,其内部框架以及与外部连接构架即如图2所示,GSM模块主要由GSM基带处理器、GSM射频局部、供电局部、(ASIC)FLASH、 ZIF连接器、天线接口六局部组成。该模块通过串口与单片机进行数据通讯,通讯速率为9 600 Kbps,选取8位异步通信方式,1位起始位,8位数据位,1位中断位。   [PS汪雨涵2.EPS;S*2;X*2,BP#]
  [ST6HZ][WT6HZ][JZ]图2GSM模块事务原理图
  [JZ]Fig. 2The working principle of GSM module
  [HT5”SS][ST5”BZ][WT5”BZ]
  GSM模块的短消息事务模式设置有3种:BLOCK模式、TEXT模式、PDU模式。其中,PDU模式是使用AT下令集来具体抑制移动终端的短消息功能。该种模式方便快捷,只需一条指令就能完成短信息的处理,所以本系统选用PDU模式进行短信息处理。
  2.4传感器数据采集模块
  要实现对家居中环境监测以及一系列功能需求,通过测试和筛选,研讨采用了各类适宜传感器,并对每一传感器的事务过程及原理分辨展开概括如下。
  2.4.1火焰传感器yl-38
  能够检测火焰或者波长在 760~1 100 nm范围内的光源。探测范围在60°左右。对火焰光谱尤为灵敏。灵敏度可调,是标准双面板,布局美观大方。小板数字量输出 DO 能够直接驱动本板继电器模块,由此能够组成一个火焰开关;小板模拟量输出 AO 能够和AD 模块相连,通过 AD 转换,能够获得环境温度更为精准的测定数值。
  2.4.2温湿度传感器DHT11
  DHT11数字温湿度传感器,具有相对湿度和温度测量、全部校准,数字输出、不需额外部件、卓越的稳定性、较长的传输距离、低能耗、引脚安装、完全调换等特点,可应用于暖通空调、测试设备、汽车、数据记录器、消费品、自动抑制、气象站、家电、湿度调节器、医疗、除湿器等多类应用领域中。
  2.4.3烟雾传感器MQ-2
  能够用于家庭和工场的气体泄漏监测装置,适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、烟雾等的探测;灵敏度可调,事务电压5 V,在使用前,供电稍预热2 min左右便可正常事务。传感器对环境液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、烟雾等较敏感。当可检测气体浓度超过设定阈值时,模块数字接口D0 输出低电平,模拟接口A0 输出的电压会随着气体的浓度攀升而逐步增大;小板数字量输出D0能够与单片机直接相连,通过单片机来辨识高低电平,由此来检测环境气体。
  2.4.4红外传感器 HC-SR501
  全自动感应功能,也便是人进入其感应范围则输出高电平, 人离开感应范围则自动延时关闭高电平,输出低电平。
  感应模块在每一次感应输出后,则将随即设置一个封锁时间段,在该段时间内感应器不接收感应信号。这一功能能够实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔事务,因而可应用于间隔探测产品;同时,该功能也可有效控制负载切换过程中产生的各种干扰,并仅为微功耗。当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱抵达双元的时间、距离有差值,差值越大,感应灵敏度就越高。
  3系统软件设计
  [JP3]至此,综合前文论述,研讨得到系统软件流程可如图3所示。
  4结束语
  [JP2]智能家居系统在实际应用上包括家居安保系统和家用电器远程抑制系统两局部。其中,家居安保系统可以精确地实现对用户住宅的火灾、有害气体泄露、盗窃以及入室抢夺等险情的正确监测和自动报警功能;家用电器远程抑制系统则通过语音电路和解码电路生成提供用�艉拖低车慕换ィ�实现对家用电器的远程抑制功能。移动信息技能的发展为家电远程遥控设定了现实可能。而以单片机的研发为基础,将信息技能与家电抑制技能通过深度探索融合,从而最后有效达成了现代家庭生活的信息化和自动化,满足了人们舒适、快节奏的生活需求。[JP]
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