智能家居智能化的系统的组成
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所谓的家庭智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。
　　所谓的家庭智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。家居智能化系统由如下三个方面组成：
　　（1）家庭安全防范（HS）；
（2）家庭设备自动化（HA）；
　　（3）家庭通讯（HC）。
　　在建设家居智能化系统时，依据我国有关标准，具体提出了如下的基本要求：
　　（1）应在卧室、客厅等房间设置有线电视插座；
　　（2）应在卧室、书房、客厅等房间设置信息插座；
　　（3）应设置访客对讲和大楼出入口门锁控制装置；
　　（4）应在厨房内设置燃气报警装置；
　　（5）宜设置紧急呼叫求救按钮；
　　（6）宜设置水表、电表、燃气表、暖气（有采暖地区）的自动计量远传装置。
　　智能家居控制功能及方式
　　不论在家里的哪个房间，用一个遥控器便可控制家中所有的照明、窗帘、空调、音响等电器。例如，看电视时，不用因开关灯和拉窗帘而错过关键的剧情；卫生间的换气扇没关，按一下遥控器就可以了。遥控灯光时可以调亮度，遥控音响时可以调音量，遥控拉帘或卷帘时，可以调行程，遥控百页帘时可以调角度。
　　使用集中控制器，不必专门布线，只要将插头插在220V电源插座上，就可控制家里所有的灯光和电器，一般放在床头和客厅。可以在家里不同的房间有多个集中控制器。躺在床上，就可控制卧室的窗帘、灯光、音响及全家的电器。控制灯光时可以调亮度，控制音响时可以调音量，控制拉帘或卷帘时，可以调行程，控制百页帘时可以调角度。 这种集中控制器，其控制指令的数据传输是利用电力线载波，也就是利用给电器供电的交流110V或220V 电力线进行数据传输。这种利用电力线载波控制，相对于红外线遥控，或无线载波遥控来说更具有优势。红外线遥控不能穿越墙壁等非透明物体，控制距离短；无线载波遥控虽然能够穿越墙壁，但由于受各国政府对业余无线频段使用控制，功率很小，传输距离很近，对于居住面积较大的家庭，尤其是复式楼层、Townhouse或别墅住宅，无线遥控就显得无能为力。虽然有些家居系统采用家庭无线中继放大系统进行传输，但会加大硬件成本，而电力线载波传输就可以弥补红外线遥控和无线射频遥控的不足，同时也无需布线，只要在每个控制器和接受器加上电力线载波调制解调器就能进行双向数据传输。
　　在卫生间、壁橱装感应开关、有人灯开、无人灯灭。
　　一个开关可以控制整个网络，整个网络也可以控制任意一个(组)灯或电器。其控制对象可以任意设置和改变，轻松实现全开全关，场景设置，多控开关等复杂的网络操作功能。门厅的T型网络开关可设成全开全关键、及门厅灯的开关；出门时不必每个房间检查一遍，只要按一个键就可以将所有的灯和电器关闭，需要时也可按一个键打开所有的灯。客厅的T型网络开关可设成场景设置键，按一个键开一组灯，不必逐一打开。也可配合全宅音响、空调、窗帘等进行复杂的场景设置。T型网络开关也是可变开关，它的控制对象可以随意设置，今天是窗帘的开关，明天可以将它设为音响的开关。同时T型网络开关还是多控开关，传统开关最多只能在两处实现对同一对象的控制（双控开关），使用T型网络开关，可以在任意多处对同一对象进行控制。控制灯光时可以调亮度，控制音响时可以调音量，控制拉帘或卷帘时，可以调行程，控制百页帘时可以调角度。
　　所有的灯和电器都可使用墙上的网络开关进行本地开关控制；既实现了智能化，又考虑到多数人在墙上找开关的习惯。开灯时，灯光由暗渐渐变亮，关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激眼睛，给眼睛一个缓冲，保护人眼；避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击，保护灯泡，延长使用寿命；无论通过遥控还是本地开关均可调光, 网络开关能够记忆设定好亮度，下次开灯时自动恢复。
　　电话应答机将家里和外界连成了网络，在任何地方，都可以使用电话远程控制家中的电器产品，例如，开启空调、关闭热水器，甚至在度假时，将家中的灯或窗帘打开和关闭，让外人觉得家中有人。电话应答机本身也是一个八位的集中控制器，放在床头柜上，只要将插头插在220V电源插座上，就可已在床上控制家里所有的灯光、电器和窗帘等等，也有调光功能。
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频道本月排行基于手机远程遥控和物联网技术的智能家居控制系统，详细的软硬件架构（原理图、流程图、详细参数）
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基于手机远程遥控和物联网技术的智能家居控制系统，详细的软硬件架构（原理图、流程图、详细参数）
本文引用地址：三、方案设计3.1 系统功能实现原理本文利用、MT8870、TC35 modem和各类家居来实现相应的功能。其硬件部分主要由五大部分构成，即手机远程控制部分、控制单元、数据采集系统、GSM模块TC35 modem与接口和电源部分。手机远程控制部分主要由MT8870和电压检测元件组成，它是系统中控制部分关键的元件，它与控制单元组成控制部分功能；数据采集系统、GSM模块TC35 modem和控制单元完成报警等信号的处理和发送；电源部分则为各个部分提供工作电源。3.1.1系统硬件结构框图系统硬件结构框图3.1.2远程控制设计与分析系统控制器由MT8870接收远端发送来的DTMF信号、并对其进行解码，解码后的信号由中央处理单元采集处理。为了方便用户使用，系统设计了语音提示界面。手机远程控制系统一般工作在无人值守环境，所以应具有自动离线、上线、复位功能。为了符合智能化要求，系统采用作为中央处理器。同时，电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。系统组成框图如图2.2-1示。由图可知，系统主要由振铃检测电路、模拟摘挂机电路、DTMF音频解码电路、语音提示电路、中央处理单元（）、控制电路、电源电路等组成。图2.2-1远程控制系统图3.2-3双音频解码MT8870电路图3.2-4语言录放电路控制器通过手机耳机端口来实现相关的控制。
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物联网智能家居应用方案
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　　一.智能家居背景简介
　　智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美合科技公司(United Techno1ogies Building System)将建筑设备、整合化概念应用于美国康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
　　经过多年的需求累积，目前通常把智能家居定义为利用计算机、网络和综合技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地组合成一个系统。具体来说，就是首先在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的网络平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟息，满足远程控制、监测和交换信息的需求。最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。
　　随着社会经济结构、家庭人口结构以及信息技术的的发展变化以及人类对家居环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大大增加，同时越来越多的家庭要求智能家居产品不仅要满足一些基本的需求，更要求智能家居系统在功能扩展、外延甚至服务方面能够做到简单、方便、安全。
　　二. 常用智能家居技术介绍及比较
　　虽然智能家居的概念很早就出现，市场需求也一直存在，但长期以来智能家居的发展由于受制于相关技术的突破，一直没有得到大规模的应用普及。目前市场存在的智能家居技术介绍如下：
　　1.有线方式
　　这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接，控制器端的信号线更是多得吓人，一但遇到问题排查也相当困难。有线方式缺点非常突出，布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段，无法大规模推广。
　　2.方式
　　用于智能家居的无线系统需要满足几个特性：低功耗、稳定、易于扩展并网;至于传输速度显然不是此类应用的重点。目前几种可用于智能家居的无线方式
　　蓝牙：是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短，同时属于点对点通讯方式，对于智能家居的要求来说根本不适用。
　　：其实就是 IEEE 802.11b 的别称，是由一个名为“无线以太网相容联盟”(Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA)的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内支持接入的无线电信号。它的最大特点就是方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应用来说缺点却很明显，功耗高、组网专业性强。高功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的缺陷，所以wifi虽然非常普及，但在智能家居的应用中只是起到辅助补充的作用。
　　315M/433M/868M/915M：这些技术广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF等场所，也有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，在智能家居中的应用效果差强人意，泛善可陈，最终被主流厂商抛弃。
　　Zigbee： Zigbee的基础是IEEE 802.15。但IEEE仅处理低级层和物理层协议，因此Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点。主要适合应用于自动控制和远程控制等领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。
　　三.背景下智能家居的理解
　　ZigBee最初预计的应用领域主要包括消费电子、能源管理、卫生保健、家庭、建筑自动化和工业自动化。随着物联网的兴起，ZigBee又获得了新的应用机会。物联网的网络边缘应用最多的就是传感器或控制单元，这些是构成物联网的最基础最核心最广泛的单元细胞，而ZigBee能够在数千个微小的传感传动单元之间相互协调实现通信，并且这些单元只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它的通信效率非常高。这种技术低功耗、抗干扰、高可靠、易组网、易扩容，易使用，易维护、便于快速大规模部署等特点顺应了物联网发展的要求和趋势。目前来看，物联网和ZigBee技术在智能家居、工业监测和健康保健等方面的应用有很大的融合性。
　　值得注意的是，物联网的兴起将给ZigBee带来的市场空间。因为物联网的目的是要将各种信息传感传动单元与互联网结合起来从而形成一个巨大的网络，在这个巨大网络中，传感传动单元与通信网络之间需要数据的传输，而相对其他无线技术而言，ZigBee以其在投资、建设、维护等方面的优势，必将在物联网型智能家居领域获得更广泛的应用。
　　四.选择
　　作为一个标准的智能家居,需要覆盖多方面的应用,但前提条件一定是任何一个普通消费者都能够非常简单快捷地自行安装部署甚至扩展应用，而不需要专业的安装人员上门安装。一个典型的智能家居系统通常需要下列设备：
　　1、 无线网关
　　2、 无线智能调光开关
　　3、 无线温湿度传感器
　　4、 无线智能插座
　　5、 无线红外转发器
　　6、 无线红外防闯入探测器
　　7、 无线空气质量传感器
　　8、 无线门铃
　　9、 无线门磁、窗磁
　　10、 太阳能无线智能阀门
　　11、 无线床头睡眠按钮
　　12、 无线燃气泄漏传感器
　　简单示意图
　　相关设备简要说明：
　　无线：是所有无线传感器和无线联动设备的信息收集控制终端。所有传感、探测器将收集到的信息通过无线网关传到授权、电脑、电脑等管理设备，另外控制命令由管理设备通过无线网关发联动设备。
　　比如家中无人时门被打开，门磁侦测到有人闯入，则将闯入报警通过无线网关发送给主人手机，手机收到信息发出震动铃声提示，主人确认后发出控制指令，电磁门锁自动落锁并触发无线声光报警器发出报警。
　　无线智能调光开关：该开光可直接取代家中的墙壁开光面板，通过它不仅可以像正常开光一样使用，更重要的是它已经和家中的所有物联网设备自动组成了一个无线传感控制网络，可以通过无线网关向其发出开关、调光等指令。其意义在于主人离家后无需担心家中所有的电灯是否忘了关掉，只要主人离家，所有忘关的电灯会自动关闭。或者在你睡觉时你无需逐个房间去检查灯是否开着，你需要做的只需按下装在床头的睡眠按钮，所有灯光会自动关闭，同时你夜间起床时，灯光会自动调节至柔和，从而保证睡眠的质量。
　　无线温湿度传感器：主要用于探测室内、室外温湿度。虽然绝大多数空调都有温度探测功能，但由于空调的体积限制，它只能探测到出风口空调的温度，这也正是很多消费者感觉感觉其温度不准的重要原因。有了无线温湿度探测器，你就可以确切地知道室内准确的温湿度。其现实意义在于当室内温度过高或过低时能够提前启动空调调节温度。比如当你在回家的路上，家中的无线温湿度传感器探测出房间温度过高则会启动空调自动降温，等你回家时，家中已经是一个宜人的温度了。另外无线温湿度传感器对于你早晨出门也有着特别意义，当你呆在空调房间时，你对户外的温度是没有感觉的，这时候装在墙壁外的温湿度传感器就可以发挥作用，它可以告诉你现在户外的实时温度，根据这个准确温度你就可以决定自己的穿着了，而不会出现出门后才穿多或者穿少的尴尬了。
　　无线智能插座：主要用于控制家电的开关，比如通过它可以自动启动排气扇排气，这在炎热的夏天对于密闭的车库是一个有趣的应用。当然它还可以控制任何你想控制的家电，只要将家电的插头插上无线智能插座即可，比如饮水机、电热水器等等。
　　无线红外转发器：这个产品主要是用于家中可以被红外遥控器控制的设备，比如空调、电动窗帘、电视等等。通过无线红外转发器，你可以远程无线遥控空调，你也可以不用起床就关闭窗帘等。这是个很有意义的产品，它可以将传统的家电立即转换成智能家电。
　　无线红外防闯入探测器：这个产品主要用于防非法，比如当你按下床头的无线睡眠按钮后，关闭的不仅是灯光，同时它也会启动无线红外防闯入探测器自动设防，此时一旦有人入侵就会发出报警信号并可按设定自动开启入侵区域的灯光吓退入侵者。或者当你离家后它会自动设防，一旦有人闯入，会通过无线网关自动提醒你的手机并接受你手机发出的警情处理指令。
　　无线空气质量传感器：该传感器主要探测卧室内的空气质量是否混浊，这对于要回家休息的你很有意义，特别是有婴幼儿的家庭尤其重要。它通过探测空气质量告诉你目前室内空气是否影响健康，并可通过无线网关启动相关设备优化调节空气质量。
　　无线门铃：这种门铃对于大户型或别墅很有价值。出于安全考虑，大多数人睡觉时会关闭房门，此时有人来访按下门铃，在房间内很难听到铃声。这种无线门铃能够将按铃信号传递给床头开光提示你有人造访。另外在家中无人时，按门铃的动作会通过网关传递给你的手机，而这对你了解家庭的安全现状和来访信息非常重要。
　　无线门磁、窗磁：主要用于防入侵。当你在家时，门、窗磁会自动处于撤防状态，不会触发报警，当你离家后，门、窗磁会自动进入布防状态，一旦有人开门或开窗就会通知你的手机并发出报警信息。与传统的门窗磁相比，无线门窗磁无需布线，装上电池即可工作，安装非常方便，安装过程一般不超过2分钟。另外对于有保险柜的家庭来说，这种传感器还能够侦测并记录下保险柜每次被打开或者关闭的时间并及时通知授权手机。
　　太阳能无线智能阀门：这是通过太阳能供电的无线浇灌系统。一般工作流程是土壤湿度传感器将土壤含水情况发送给无线网关，一旦土壤缺水，无线网关就会发出控制指令给无线智能阀门通知供水，同时将供水时间和供水量传递给网关，并通过网关保存在手机或其它设备上。
　　无线床头睡眠按钮：这是个可以固定或粘贴在床头木板上的电池供电装置，它的作用主要是帮助你在睡觉时关闭所有该关闭的电器同时启动安全系统进入布防状态。比如启动无线红外防闯入探测器、窗磁、门磁等进入预警布防状态。另外它也能帮助你启动夜间的照明模式，比如当你夜间起床时，打开的灯光就会很柔和，而不会像进餐时那么明亮，即使这是同一盏灯。
　　无线燃气泄漏传感器：该传感器主要是探测家中的燃气泄漏情况，它无需布线，一旦有燃气泄漏会通过网关发出报警并通知授权手机。
　　无线辐射传感器、无线空气污染传感器：对于一些对太阳辐射敏感的人来说，这种传感器具有特别的意义，通过它你可以准确知道出门前是否需要采取防太阳辐射或者防污染防尘措施，而你唯一要做的就是看一下手机屏幕，因为户外的辐射、污染等情况已经通过无线网关传到了你手机上了。
　　以上是一个典型的物联网智能家居系统，当然物联网带来的神奇之处在于你可以根据自身的需要自由组合或DIY(详细介绍请参见南京物联传感技术有限公司的网站)，所有的安装都不需要专业人员的参与，一个普通的消费者即可完成，而整过系统的安装完成过程一般不超过半个小时，这也是物联网型智能家居产品与传统智能家居产品的一个重要区别。
　　南京物联传感技术有限公司简介
　　南京物联传感技术有限公司是中国领先的物联网设备和解决方案提供商。我们基于客户需求，在物联网传感器、物联网、移动物联网和等几大领域都确定了行业领先地位。凭借在物体感知、数据传输等领域的综合优势，公司已经成为物联网时代的领导者。目前，我们的产品和解决方案已经应用于多个物联网重点示范项目，成为全国各地物联城市建设的重要技术支撑力量。 我们以让人们感知真实的世界为愿景，运用各类传感器，帮助不同地区不同行业的人们更加直接、自由、平等地获取信息，消除各种信息偏差。为应对日益严重的气候变化及各种地质灾害，我们通过领先的低碳解决方案，帮助客户用绿色环保的方式创造最佳的社会、经济和环境效益，维护人类的长远发展和安全。
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基于手机远程遥控和物联网技术的智能家居控制系统，详细的软硬件架构（原理图、流程图、详细参数）
　　一、项目概述
　　1.1 引言
　　21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。你是否想一踏入家门就是一个光照度和温湿度舒适的环境，你是否在外边担心家里的安全，你是否想遥在外边想通过一个简单的电话就能控制家里的电器等。本文介绍的数字化家居控制系统可以使得人们可以通过手机或电话在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是打一个简单的电话。该系统除了具有手机远程控制功能后，还能通过自身的模块感知外界环境的具体情况，并会根据实际情况进行适当的调整。在阴暗的天气里，它会自动打开灯，并调整灯的亮度，在阳光充足的天气里，它会自动关闭灯，或者将灯光调暗，并且与百叶窗配合来控制家里的光照度，由于本项目采用的是亮度可调的LED灯，所以对于节能和环保都有很大的意义。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。
　　实现智能化离不开运算和控制单元，本系统采用AT32UC3A0512作为主控器件，单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的、输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。在单片机应用系统开发的过程中，应不断调整软、硬件，协调地进行软、硬件设计，以提高工作效率，当系统硬件和软件紧密配合、协调一致，就可以组成高性能的单片机应用系统。本课题完成了单片机应用系统其开发过程的系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试，根据开发的实际需要，相互协调、交叉，有机的进行。本设计的MCU与各个芯片和模块的接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。
　　本系统的手机远程控制是基于电话交换网络的国际双音频通信标准DTMF通信方式，程控交换信令作为系统控制命令，采用MT8870双音频编解码电路实现，单片机通过MT8870识别来自手机的网络的控制信号，用户只需拨通家中的控制手机就可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别、远程控制和安防操作；各种传感器的检测是利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量，再经过单片机进行数据处理，实现实时测控；短消息发送部分采用基于SIEMENS TC35 GSM模块TC35 modem 和TI公司的电平转换芯片MAX3238等器件构成的移动终端的硬件电路可以完成短消息收发等功能。
　　在设计本系统时，面对各种检测对象和大量控制单元，需要利用各种接口标准和MCU进行连接，再经过MCU进行数据处理，实现实时测控。而此时采用单片机来实现智能家居控制系统不仅具有采集控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高采各模块和芯片的协调性，从而大大提高系统的可利用性。此次系统设计统正是把MT8870、TC35 modem与AT32UC3A0512单片机有机的结合起来，顺利的完成了本设计的要求。并且实现了学习型远程红外遥控功能，为控制红外家电和设备提供了良好的基础。本系统也可应用于工农业中,实现对无人值守岗位的远程监控等。
　　1.2 项目背景/选题动机
　　21世纪是信息时代，各种电信新技术推动了人类文明的进步。自从1876年，Alexander Graham Bell（贝尔）发明电话以来，世界各国的电话网络发展非常迅速，近十年来，中国的固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长。1997年8月局用电话交换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，2006年初固定电话用户总数达到35539.2万户，移动电话用户达到40407.2万户，现代电话网络是由程控交换机进行交换传输，移动通信也从模拟时代走向了高度数字化时代，它们的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高。
　　正是因为通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。智能家居控制系统的主要功能包括通信、设备自动控制、安全防范三个方面。
　　随着新技术和自动化的发展，传感器的使用数量越来越大，功能也越来越强，各种传感器都已经标准化、模块化这给智能家居控制系统的设计提供极大方便。
　　手机远程控制作为一较新的课题与常规的遥控方式相比，显示出一定的优越性，不需进行专门的布线。同时，由于手机各地联网，可以充分利用现有的手机网，因此遥控距离可跨省市，甚至跨越国家。另外手机属双工通信手段。因此，这可以大大体现出利用手机进行遥控的更大优越性。操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息，从而进行进一步的操作。手机遥控部分课题目前已有涉足者，但是只是还只限于实验室阶段，因而距离实际应用，尤其是对于日常生活尚有一定的差距，并不能完全体现出手机遥控方式的双工通信特点。本设计正是针对这一点进行了较大改进，采取单片机智能控制，利用不同的提示音达到对于不同操作的提示及对受控方状态的信息反馈，从而使操作者能够及时了解受控方信息，使产品达到交互式与智能化。
　　短信息服务（Short Message Service，SMS）是GSM（Global System for Mobile Comm unication）系统中提供的一种GSM终端（手机）之间，通过服务中心(service center)进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能。短信息服务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。同时，他对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大、维护费用高、且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势，加上GSM的SMS本身具备的数据传送功能，都使得这些应用得到迅速的普及。利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。在此以GSM网络作为数据无线传输网络，它可以应用在银行、储蓄点机房监控、电信机房动力环境监控、通信行业远端无人值守站机房监控和远程维护（如移动通信基站、微波站、光纤中继站等）及其他无人值守点（如仓库、办公楼等）监控及城市公用事业实时监控维护系统像煤气调压站、自来水、污水管网和热力系统 、电力系统城市中电网等情况中。在此本系统采用了Siemens公司新一代无线通信GSM模块TC35是，它设计小巧、功耗很低很大程度上方便了智能家居控制系统的设计。
　　另外本系统应用了当前最热门的物联网技术，在智能家居的终端控制设备和相应的节点上采用无线技术，准备应用zigbee或者rf模块来达到无线化的理想家居环境。另外，智能楼宇在当今也算是一个比较新兴的市场，国务院在十二五中就提到了物联网，也提到了智能家居的发展方向以及重点公关，相信智能家居和物联网等相关技术会在未来十年内得到很大的发展。
　　而且，在中国，智能家居的发展时间虽不长，但是从国内家电巨头及网络巨子的纷纷出手试水智能家居市场以及许多国际大企业对国内智能家居厂家并购案可以看出，中国智能家居市场潜在着巨大商机。全国房地产业蓬勃发展，小区智能化已成为一项基本要求，再配上智能家居，“全智能”的概念必然给房地产业带来新的卖点和活力，因此“全智能”是二十一世纪房产开发商力推的主题，这也意味着，我国智能家居产业迎来发展契机。
　　中国富有阶层正在形成，该部分家庭户均年收入在5.6万元以上，人口约4460万人，1400多万户，占城市人口的10%，总人口的3.5%，占全社会消费购买力总和6万亿元的17%左右，因此主要针对这部分人的智能家居系统其市场总量为1400万套。正是在这种情况下，近两年来，智能家居系统的销售数量和总销售额都呈现连续攀升的势头，智能家居市场从南方沿海地区和内地大中型城市已经辐射到西部地区。我国2009年智能家居市场规模达到420亿元，由于一系列向好因素的刺激作用，之后几年市场规模增速将超过20%，2015年预计将达到1240亿元。本项目正是居于此市场因素的考虑下，逐手组建智能家居终端控制系统的，因此具有较大的市场前景。
　　二、需求分析
　　2.1 功能要求
　　1.根据当前的环境温湿度和光照度与预先设置的温湿度和光照度，自动通过调整百叶窗，PWM控制的LED日光灯，空调和加湿器来对屋内环境进行调整，使得整体的环境达到最适宜状态。
　　2.可以通过手机远程控制家里的电器，用手机控制时候，通过语音芯片先前录好的音，语音提示输入密码，输入密码正确后，会播放事前设置好的语音命令，例如空调请按1，电视请按2等，然后按进入以后会有相关的关闭和开启提示，按下相应的按键将可以控制家里的电器。
　　3.能实现简单的防盗和报警功能，并能采取简单的处理，例如家里煤气泄漏时候，能够自动检测到，并且打开抽气机，并通过短信及时的报告屋主。能够防止外来人入侵，实现热释电等来人检测等。
　　4.能手动控制家里的LED灯光的亮暗程度，可以通过PWM来控制整体的灯，实现节能和减排，这也符合当今时代倡导的环保。
　　5.在电脑端能够实现简单的控制和检测功能，可以通过远程网络节点对该设备进行操作。
图1 系统架构
　　2.2 性能要求
　　1.该系统能够预留未来可能需要用到的电器的接口
　　2.该手机远程控制器能够方便使用和防止误操作，能够识别密码和振铃信号，只有输入密码正确的条件下才能对电器和系统控制。可以对密码进行修改，但修改必须经过特殊手段，例如在控制台端设置自锁开关，如果要修改密码，必须将该开关闭合，修改后，必须将该开关断开才能正常工作。
　　3.该系统能够满足家庭用电安全，要求LED灯能够进行手动调节亮度，另外要求该系统在设备不用时候能够关闭设备，防止耗电。
　　4.利用热释电等系统，能够实现代替门铃等和部分防盗功能，要求有两种模式，家里有人和家里无人模式，门磁开关也一样。
　　三、方案设计
　　3.1 系统功能实现原理
　　本文利用AT32UC3A0512、MT8870、TC35 modem和各类家居传感器来实现相应的功能。
　　智能家居控制系统其硬件部分主要由五大部分构成，即手机远程控制部分、控制单元、传感器数据采集系统、GSM模块TC35 modem与接口和电源部分。手机远程控制部分主要由MT8870和电压检测元件组成，它是系统中控制部分关键的元件，它与控制单元组成控制部分功能；传感器数据采集系统、GSM模块TC35 modem和控制单元完成报警等信号的处理和发送；电源部分则为各个部分提供工作电源。
　　3.1.1系统硬件结构框图
系统硬件结构框图
　　3.1.2远程控制设计与分析
　　系统控制器由MT8870接收远端发送来的DTMF信号、并对其进行解码，解码后的信号由中央处理单元采集处理。为了方便用户使用，系统设计了语音提示界面。手机远程控制系统一般工作在无人值守环境，所以应具有自动离线、上线、复位功能。为了符合智能化要求，系统采用AT32UC3A0512作为中央处理器。同时，电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。系统组成框图如图2.2-1示。由图可知，系统主要由振铃检测电路、模拟摘挂机电路、DTMF音频解码电路、语音提示电路、中央处理单元（AT32UC3A0512）、控制电路、电源电路等组成。
图2.2-1远程控制系统
图3.2-3双音频解码MT8870电路
图3.2-4语言录放电路
　　控制器通过手机耳机端口来实现相关的控制。
　　3.1.3传感器信号采集设计与分析
　　1.防火灾发生烟雾传感器
　　火灾烟雾传感器是一种在消防管理、安全防范系统中常用的报警器材，它工作可靠、体积小巧，火灾烟雾传感器是把烟雾信号转换为电信号，电路设计时可以在背后设计专用的卡口以便地固定在墙体或者天花板上，使用时通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生控制器发出声光和短信报警信号，通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况，调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。本系统采用NIS-09C型烟雾传感器。
　　2可燃气体泄漏传感器
　　通过设置在厨房的可燃气体探测器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号，并联动关闭燃气管道上的电磁阀，打开窗户进行排气，同时短信通知家人及小区物业管理部门。这里采用TP-2高温型一氧化碳传感器报警器需在一氧化碳浓度达到设定制值时系统应启动报警。
　　3防盗传感器
　　防盗报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门安装门磁开关，住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装热外释传感器。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)设防，住宅内区域防护的防盗报警设备(热外释传感器)撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关)和住宅内区域防护的防盗报警设备(热外释传感器)均设防。当有非法侵入时，家庭控制器发出声光报警信号，并短信通知家人及小区物业管理部门。另外，通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。
　　4温湿度传感器
　　这里采用DHT-11型湿度传感器，来实现室内温湿度的检测
　　5屋内温度自动调节传感器
　　通过设置在屋里的，可以监测到温度有没有超过设定值，如果超过了设定值，就自动打开吊扇或者通过学习型遥控装置打开屋里面空调，调节室温，这里采用板上集成的温度传感器。
　　6屋内亮度自动调节传感器
　　通过设置在屋里的光照强度传感器，可以监控到屋里的光照强度，一旦屋里的光照强度在一定的范围之外时候，通过控制百叶窗和屋里的照明灯装置来调节屋里的光照强度，使屋内光线在一个最合适的亮度,这里采用板上集成对光照强度进行检测。
　　3.1.4 GSM模块的接口与设计
　　1 TC35模块组成
　　Siemens公司的TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF、天线接口六部分组成。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。
　　2 TC35模块通信电路
　　数据通信电路主要完成短消息收发、与微机机通信、软件流控制等功能。TC35的数据接口采用串行异步收发，符合ITU-T RS-232接口电路标准，工作在CMOS电平(2.65V)。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可以在300bps～115kbps的波特率下运行，支持的自动波特率为4.8kbps～115kbps（14.4kbps和28.8kbps除外）。TC35模块还支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的软件流控制。
　　3 TC35模块与MCU连接方式
　　单片机与TC35一般采用串行异步通信接口，具有红外和通信电缆两种连接方式其中电平转换及串口通信功能以TI公司的MAX3238芯片为核心，通信速度可设定，通常为19200bps。采用红外接口的优点是单片机系统与手机电气隔离，相互不干扰，接口各自独立，使用方便；缺点是通信距离较短，红外传播的方向性对接口相对位置有要求。采用电缆连接时，数据传输的可靠性较好；其主要缺点是接口的电气参数不兼容，设计不当时就会对手机的通信质量产生影响。这个单片机系统其实就是一个具有GPRS功能的GSM手机模块加上单片机控制系统，GSM手机模块主要是用来建立无线信道，接收和发出短消息。单片机系统用来控制手机模块，并且对收到的短消息信息进行解释并执行，目前全国共有8种短消息格式包含从互联网平台发出的短消息。本系统采用通信电缆的连接方式。
　　3.1.4红外学习遥控设计
　　1.红外学习遥控的设想
　　对于空调、电视等需要红外遥控器才可控制的红外控制类家电仅靠接通交流电源是无法使其进入工作状态的。因此本人提出使用红外遥控进行对空调以及其他红外电气的控制方案，使系统具有的红外学习功能可实现对这类家电的有效控制。又如红外插座、红外开关等，虽然红外遥控在家电产品中有广泛应用，但各产品的遥控器不能相互兼容，目前市面上常见的万能遥控器只能对某几种产品进行控制，不是真正的“万能”。本系统可以学习并记忆各种红外控制类家电的遥控指令，利用单片机对遥控器的发射信号的波形进行测量，然后将测量的数据回放，由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度，不管其如何编码，因此做到了真正的“万能”。也为整个控制器的实现提供了良好的基础。当用户可以通过任意操作方式对这类家电进行控制时，红外插座或开关会向受控电器发送相应的红外遥控指令，从而控制电器的运行状态。
　　2红外学习遥控的实现
　　经过充分的论证和研讨，本系统采用各设备集中控制的方式实现。集中各设备的方法是首先对各设备的红外遥控信号进行识别并存储，然后在需要时进行还原，以控制对应设备动作。由单片机构成集中控制器，它是自学习与还原的核心部分，红外接收部分由CX20106解调电路或一体化红外接收头组成，发射部分有红外发光管极其驱动部分组成。
　　通常，红外遥控器将遥控信号调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外，转化为红外信号发射出去。二进制脉冲码的形式有多种，其中最为常用的是PWM码(脉冲宽度调制码)和PPM码(脉冲位置调制码)。PWM码以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。PPM码脉冲宽度一样，但是码位的宽度不一样，码位宽的代表1，码位窄的代表0。
　　遥控编码脉冲信号（以PPM码为例）通常由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为9ms的高电平和宽度为4.5ms的低电平组成（不同的遥控系统在高低电平上有一定的区别），用来标志遥控编码脉冲的开始。系统码也叫识别码，它用来指示遥控系统的种类，以区别其他遥控系统，防止各种遥控系统的误操作。功能码也叫指令码，它代表了相应的控制功能，接收机中的可根据功能码的数值完成各种功能操作。系统反码与功能反码是系统码与功能码的反码，反码的加入是为了能在接收端校对传输过程中是否产生差错。为了提高抗干扰性能和降低电源消耗，将上述的遥控编码脉冲对频率为38KHz（周期为26.3ms）的载波信号进行脉幅调制（PAM），再经缓冲放大后送到红外发光管，将遥控信号发射出去。
　　由于遥控器的二进制编码脉冲有一定的宽度，而且它的高低电平均不断的交替变化，因此容易让我们想到一种容易且方便的方法，脉宽测量。虽然它的二进制脉冲的高低电平的宽度有所不同，但它们大都是毫秒级的，因而，采用单片机的定时器来测量它的脉冲宽度，然后存储，还原是完全可以实现的。实际证明这种思路是可行的，而且电路简单，容易实现。
　　应关系并且存储到外部储蓄器24C256中等待发送调用。
图3.5-1 红外学习遥控接收电路设计
图3.5-2 红外学习遥控发送电路设计
　　3.1.5电源电路设计
　　1.5V开关电源稳压器电路
　　由于本控制系统单元电路较多对且对5V电源的要求比较高，其中TC35模块的突发耗电电流峰值可达2.5A,故外加的稳压器件必须达到足以提供TC35和其他电路额定电流的条件。在本系统中,采用了开关电源芯片LM2576完成从12V到5V的转换,作为对TC35终端和其他5V单元的供电。必须特别注意的是,如图3.3-1由LM2576芯片完成开关电源转换需要大功率的电感(100uH)和电容,以提高储能的能力,达到单元电路的耗电需求。LMV3A开关电源稳压器。
图3.3-1 5V开关电源稳压器电路
　　2 其他电源稳压器电路
　　本系统的设计还涉及到传感器信号采集与信号放大，其中放大器等部分需要用到±12V电源，因此根据设计要求增加了三端稳压IC提供的±12V电源，如图3.3-2由220V的交流电经交流变压器T降压，变成12V交流电，低压交流电再经过全桥整流变成脉动直流17V左右为三端稳压提供电源，脉动直流电经4700u电解电容和0.1u滤波，送到稳压块输入端，进行稳压，然后由三端稳压输出端输出±12V直流电压，±12V直流电再由2200u和0.1u电容进行滤波，输出比较稳定的±12V直流电压，给模块供电源。
图3.3-2 ±12V电源稳压器电路
　　3.2 硬件平台选用及资源配置
　　硬件平台选用2011 ATMEL AVR 校园设计大赛提供的EVK1105，它具有光照传感器，而且是基于AT32UC3A0512的一款开发板和实验平台，具有较高的主频率，且带有一个彩色液晶屏，而且带有wifi接口和usb，网络接口，符合本设计的相关要求
　　3.3系统软件架构
　　软件架构主要选用了操作系统，操作系统初步方案选定为u\C-OS II 或者Free RTOS，然后在上面编写相应的程序，通过操作系统，使得整体的硬件资源集成在一起，实现统一的调度，另外在该系统中选用GUI图形界面，使得显示可以更加的人性化，并且根据实际情况可以增加触摸屏等功能。
系统软件架构图
　　3.4 系统软件流程
程序运行流程图
　　3.4 系统预计实现结果
　　实现一个可以通过手机进行远程控制家里电器，可以自动根据环境的温湿度和光照度自动调整室内的环境，此外还带有手动智能调节室内LED灯光照度的强弱，具有简单的防盗和气体泄漏报警功能，可以在电脑端监测和控制家里的电器，带有网络功能一个智能家居系统
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