短距離無(wú)線通信技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

1、分類號(hào)：?jiǎn)挝淮a：學(xué)號(hào)：密緞：北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文題英文并列題目研究生姓名：專業(yè)：塑巫芏槿煎主旦剁皇型自！歪筮王萱研究方向：職稱：型自籃盛墅理掛丕星廛型熬撞導(dǎo)師姓名：論立報(bào)告提交¨期！四§生目學(xué)位搜了日期攫單位名稱雨世址垂王些丕蘭復(fù)衛(wèi)鹽田墮±鹽旦！芏摘要摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越追求高度安全性、舒適性的生活環(huán)境和智能化、多樣化的信息服務(wù)。為了滿足人們的這些需求，本文首先提出了一種基于短信平臺(tái)的智能家居遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)。由于家用電器的大量使用，在給人民生活提供便利的同時(shí)，也引發(fā)了大量火災(zāi)，因此，家中無(wú)人時(shí)應(yīng)及時(shí)切斷電器電源，消除住宅電氣火災(zāi)隱

2、患。對(duì)于家電安全控制的本質(zhì)問(wèn)題是在住戶外出時(shí)，能從根源上控制家用電器電源的通斷。家用電器的電源開關(guān)方式多種多樣，而且大多數(shù)家用電器都不具備遠(yuǎn)程控制接口，但是所有的電器設(shè)備都是連接在電源插座上，如果能夠遠(yuǎn)程控制電源插座的通斷，就可以達(dá)到控制家用電器電源通斷的目的，及時(shí)消除火災(zāi)隱患。此外，還可在回家的途中，提前打開家中的熱水器燒好熱水，電飯鍋打開等一系列開關(guān)電器操作，而以上所有這些電器操作只需用戶發(fā)一條控制命令短信到居室內(nèi)的無(wú)線家庭網(wǎng)關(guān)，由無(wú)線網(wǎng)關(guān)解析短信命令后分發(fā)給室內(nèi)墻壁插座執(zhí)行裝置，即可實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程控制家用電器的目的。在人們盡享住宅高度安全性、舒適性的同時(shí)，對(duì)住宅網(wǎng)絡(luò)化、智能化信息服務(wù)提出了

3、新的要求。順應(yīng)此種趨勢(shì)，我們?cè)O(shè)計(jì)了適應(yīng)于中高端市場(chǎng)的一智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以家庭為單位的安防、遠(yuǎn)程抄表等功能，存在的不足是，當(dāng)時(shí)選用的數(shù)據(jù)采集予節(jié)點(diǎn)曲通信模塊采用處理器，本身功耗很高，并且無(wú)休眠功能，很難用電池長(zhǎng)期供電。我課題的第二部分就是在對(duì)曲協(xié)議分析的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)出曲通信模塊，嵌入曲協(xié)議，降低子節(jié)點(diǎn)功耗，解決電池供電問(wèn)題。在實(shí)現(xiàn)了硬件電路后，還對(duì)兩個(gè)通信模塊進(jìn)行了抗干擾測(cè)試，為后續(xù)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)打好了硬件基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞智能家居；短信息；遠(yuǎn)程控制；插座；協(xié)議北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文“，塒】舢、，】，仃枷鋤仃姐廿倆印，行仃】，翎，】，沛也咖印訂鋤刪印叫鋤，王、粗的珊心就，仃，仃仃，印，

4、印鋤仃，丑，缸廿廿弘也缸“，巧饑，鋤眥、，廿一、，僥姍曲，丘肌，掣，趼，勰嘶血肌“曲啪曲，鋤曲捌廿，廿印，（印療；鋤仃；獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。簽名：關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布論文的全

5、部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）簽名導(dǎo)師簽名：第一章緒論第章緒論智能家居系統(tǒng)概述智能家居系統(tǒng)的概念隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)生活時(shí)代已經(jīng)到米，適應(yīng)人們追求現(xiàn)代生活方式要求的智能家居（。）逐漸成為一個(gè)研究的新熱點(diǎn)。以家庭智能化、物業(yè)管理現(xiàn)代化和社區(qū)服務(wù)信息化為典型特征的智能社區(qū)已經(jīng)悄然而生。住宅智能化是人類住宅的叉一場(chǎng)新的革命，它能夠?yàn)槿藗兲峁└虞p松、有序、高效的現(xiàn)代生活方式，是未來(lái)屏住模式的必然發(fā)展趨勢(shì)。智能家居最早源于英文，早先更多的提法是（家庭自動(dòng)化），此外它還有電子家庭（）、數(shù)字家園（）、家庭自動(dòng)化（）、家庭剛絡(luò)（

6、）、網(wǎng)絡(luò)家居（）、智能化家庭（）等稱謂。關(guān)于智能家居領(lǐng)域的概念與定義，至今尚沒有取得一致的認(rèn)同。美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)于年編制了第一個(gè)適用于家庭住宅的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即：家庭自動(dòng)化系統(tǒng)與通訊標(biāo)準(zhǔn)，也有稱之為家庭總線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（）：我國(guó)也從年初升始制定小康住宅電氣設(shè)計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)）導(dǎo)則（討論稿），對(duì)小康住宅與小區(qū)建設(shè)在電氣設(shè)計(jì)、安全防范、家庭設(shè)備自動(dòng)化和通訊與網(wǎng)絡(luò)配置等方面提出了要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)【“。我們國(guó)家建設(shè)部住宅產(chǎn)化辦公章提出了關(guān)于住宅小區(qū)智能化的基本概念，即：“住宅小區(qū)智能化是利用（即計(jì)算機(jī)、通訊與蒯絡(luò)、自控、卡）技術(shù)，通過(guò)有效的傳輸網(wǎng)絡(luò)，將多元信息服務(wù)與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小

7、區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段，以期實(shí)現(xiàn)快捷高效的超侑服務(wù)與管理，提供安全舒適的家居環(huán)境”。由此可見，智能家居所涵蓋的領(lǐng)域和內(nèi)容還很寬泛。般地，智能家居系統(tǒng)可以理解為利用電腦、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過(guò)家庭信息管理平臺(tái)將與家居生活有關(guān)的各種通訊設(shè)備，家用電器和家庭保安裝置經(jīng)由家庭總線技術(shù)（）連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上以形成一個(gè)有機(jī)的撻體（數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)），進(jìn)行集中的或異地的精視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。和諧與協(xié)測(cè)吼北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文智能家居系統(tǒng)的特征是數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其最終的目的是讓家庭更舒適、更方便、更安全、更符合環(huán)保。隨著人類應(yīng)用

8、需求和住宅智能化的不斷發(fā)展，今天的智能家居系統(tǒng)將擁有更加豐富的內(nèi)容，系統(tǒng)配置也越來(lái)越復(fù)雜。智能家居的基本功能是網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、電視對(duì)講門禁系統(tǒng)、煤氣泄露探測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表（水表、電表、煤氣表）系統(tǒng)、緊急求助系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷及護(hù)理系統(tǒng)、室內(nèi)電器自動(dòng)控制管理及開發(fā)系統(tǒng)、集中供冷熱系統(tǒng)、網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)、語(yǔ)音與傳真（電子郵件）服務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)上教育系統(tǒng)、股票操作系統(tǒng)、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、付費(fèi)電視系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)等等，各種新鮮的名詞逐漸成為了智能家居中的組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)信息化程度不斷地提高，人類對(duì)智能家居的功能將會(huì)提出更高層次的要求。例如，家庭辦公（）系統(tǒng)、家庭節(jié)目編輯制

9、作系統(tǒng)、防電磁輻射報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)仿真療養(yǎng)小氣候、室內(nèi)仿真景觀等。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必將發(fā)展成為一個(gè)能夠支持信息、通信、娛樂(lè)、家用電器等各種設(shè)備互聯(lián)和管理以及數(shù)據(jù)和多媒體信息共享的系統(tǒng)。智能家居系統(tǒng)組成智能家居從信息流介質(zhì)上看，具體可分為兩大部分：控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)如圖卜中右半部分所示，它主要是控制家庭中各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，如電燈的滅亮和亮度控制，空調(diào)的啟停以及溫度和風(fēng)量的控制，家庭安防系統(tǒng)的訊號(hào)采集和執(zhí)行，各種開關(guān)量的輸入，電動(dòng)窗簾的開啟關(guān)閉控制，室內(nèi)各種物理量的探測(cè)（如溫度、濕度，各種氣體含量等），四表（煤氣表、電表、水表和暖氣的熱量表）數(shù)據(jù)的輸出與指示等?？刂凭W(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上

10、傳輸?shù)男畔⒅饕强刂菩畔⒁约耙恍┪锢砹康膮?shù)。信號(hào)的傳輸速率可以比較低，一般在數(shù)十就可滿足要求，但是信息傳輸?shù)目煽啃砸蟊容^高。這是因?yàn)樗鼈鬏數(shù)男畔⑹歉鞣N設(shè)備的狀態(tài)和控制信息，它的錯(cuò)誤不僅可能導(dǎo)致設(shè)備的非正常工作，而且可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。因此控制網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上主要解決的問(wèn)題是傳輸?shù)目煽啃浴５谡戮w論圖卜智能家居基本結(jié)構(gòu)國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)在圖一中其它部分我們統(tǒng)稱其為信息網(wǎng)絡(luò)，它連接的設(shè)備有計(jì)算機(jī)、電視、音響系統(tǒng)，錄像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)以及手機(jī)等等。在信息網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)闹饕且纛l和視頻信號(hào)，它們的頻率帶寬一般要高達(dá)數(shù)兆赫茲，因此要求信息網(wǎng)絡(luò)上的信息傳輸速率比較高，普遍應(yīng)達(dá)到】以上。但相對(duì)說(shuō)來(lái)，它的可靠性要求沒有控制信

11、息那么高。因?yàn)橐曇纛l信息在傳輸?shù)那昂蠖加幸欢ǖ奶幚恚ㄈ缧盘?hào)的壓縮和編碼解壓縮和解碼），這些處理都有一定的容錯(cuò)能力，而且即使有瞬時(shí)的錯(cuò)誤，也只是造成瞬時(shí)的聲音或圖像的錯(cuò)誤，而對(duì)設(shè)備以后的運(yùn)行幾乎沒有影響。因此信息網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上需要解決的主要問(wèn)題是傳輸速率（即帶寬），即在可能的條件下，盡可能提高信息網(wǎng)絡(luò)的帶寬。國(guó)內(nèi)外智能家居發(fā)展現(xiàn)狀自從世界上第一幢智能建筑年在美國(guó)出現(xiàn)后，在世界范圍內(nèi)，智能建筑、智能家居便以一種嶄新的面貌和技術(shù)，迅速在各地展開。美國(guó)、日本等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案，如美國(guó)的、（）和】；同本的（）和（ ）；歐洲的（珊），在國(guó)際北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文上都比較有影響

12、【】。在我國(guó)，近年來(lái)高科技和信息技術(shù)證在由智能大廈走向智能住宅小區(qū)，進(jìn)而走進(jìn)家庭；而涉足智能家居研究領(lǐng)域的科研單位和公司也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。國(guó)內(nèi)各家也適時(shí)推出了自己的智能家居系統(tǒng)，如科龍集團(tuán)研制的“智能網(wǎng)絡(luò)家居系統(tǒng)”，海信的”智能家居控制系統(tǒng)”，清華同方的數(shù)字家園等，一時(shí)問(wèn)國(guó)內(nèi)智能家居領(lǐng)域呈現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴的局面。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，與互聯(lián)網(wǎng)、電視網(wǎng)和電信網(wǎng)連通，利用現(xiàn)有成熟的網(wǎng)絡(luò)通訊媒介實(shí)現(xiàn)信息共享、遠(yuǎn)程控制等功能成為智能家居發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。國(guó)內(nèi)幾大公司也正在著手研制和開發(fā)具有網(wǎng)絡(luò)功能的信息家電及智能家居系統(tǒng)，其中常用的是與互聯(lián)網(wǎng)的連接方案。這種智能家居系統(tǒng)所涵蓋的內(nèi)容包含以家庭

13、網(wǎng)絡(luò)接入接口為界面而分成的外連互聯(lián)網(wǎng)方式和家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，也可以說(shuō)是所謂的“最后公里”與“最后米”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?！白詈蠊铩本W(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指家庭內(nèi)部與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的連接技術(shù)。我們知道，寬帶網(wǎng)一般是這樣接入家庭用戶的：國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)一城市骨干網(wǎng)小區(qū)局域網(wǎng)寬帶智能家居。所謂的“最后公罩”，指的就是小區(qū)局域網(wǎng)。目前用戶的入網(wǎng)方式一般有通過(guò)電話撥號(hào)、（一線通）、（網(wǎng)絡(luò)快車）和小區(qū)寬帶接入技術(shù)。寬帶接入技術(shù)具有高速、持續(xù)、穩(wěn)定、廉價(jià)的接入（及小區(qū)互聯(lián)、城域互聯(lián)）特點(diǎn)。寬帶接入為信息家電與互聯(lián)網(wǎng)的溝通搭建了最好的平臺(tái)，拓展了家庭生活對(duì)智能家居的需求，改變了智能家居的設(shè)計(jì)方向和應(yīng)用。因此，寬帶接入將帶來(lái)智能家居發(fā)

14、展的美好前景?！皩拵ЬW(wǎng)”接入技術(shù)正以其先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性的巨大優(yōu)勢(shì)掃蕩其它窄帶接入技術(shù)，“寬帶網(wǎng)接入方式”最終必將取代電話撥號(hào)等其它方式而統(tǒng)一市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)城市住宅小區(qū)寬帶接入技術(shù)主要有：（數(shù)字用戶線路）、（）、光纖以太網(wǎng)、（本地多點(diǎn)分配系統(tǒng)）和寬帶衛(wèi)星專線接入?！白詈竺住钡木W(wǎng)紹技術(shù)名詞指智能家居內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即寬帶入戶以后的家庭網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式。由于目前智能家居系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備尚無(wú)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，因此存在著各式各樣的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案。多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議被應(yīng)用在此領(lǐng)域，眾多公司廠家也在這方面大做文章，所以使得在智能家居領(lǐng)域呈現(xiàn)出一種百花爭(zhēng)艷的景象】【。第章緒論家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能家居中

15、，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是安裝在家居中的一種通訊平臺(tái)，所以它具有一般通訊網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)具有的特點(diǎn)，同時(shí)考慮到它所安裝的地點(diǎn)是普通的私人家居和使用者是普通居民，所以它還具有自身獨(dú)有的需求和特點(diǎn)，包括安全性、可用性可靠性、靈活性易擴(kuò)展性、使用的方便性、廉價(jià)性、標(biāo)準(zhǔn)化以及體積小、重量輕和安裝方便等。智能家居系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要分為兩類，一種是有線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，另一種為無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)】。有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)過(guò)近年的發(fā)展，形成了幾種比較成熟的技術(shù)。如：總線協(xié)議、總線協(xié)議、總線協(xié)議等【】。總線是一種多發(fā)送器和多接收器的電路標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)傳輸電平、速率等作了規(guī)定，沒有規(guī)定傳輸協(xié)議。發(fā)送器和接收器之間的通訊協(xié)議

16、需要開發(fā)者自行設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是成本低、技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，但由于沒有統(tǒng)一的傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，因而它的通用性不強(qiáng)。最早由德國(guó)公司推出，己被標(biāo)準(zhǔn)化組織制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)收發(fā)方式靈活，可靠性較高，互換性好，通用性強(qiáng)，但它需要專用的的總線控制器來(lái)支持，作為家庭應(yīng)用，成本偏高。協(xié)議是新近出現(xiàn)的一種串行通訊總線，最初出現(xiàn)在汽車工業(yè)領(lǐng)域?？偩€具有成本低、協(xié)議簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn)，特別適合應(yīng)用在一些數(shù)據(jù)傳輸率不高、控制相對(duì)簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。有線傳輸技術(shù)將要傳輸?shù)男畔⑾拗圃趥鬏攲?dǎo)線中，抗干擾性比較好，而且具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)，能滿足高速數(shù)據(jù)通信和寬帶多媒體業(yè)務(wù)的通信需求

17、。但有線通信鋪線工程浩大，而且容易遭到人為損壞；同時(shí)建筑物建成后，再在墻壁表面拉線，用戶難以接受。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是專門為家庭用戶設(shè)計(jì)的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。利用跳頻擴(kuò)頻北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（）方式，既可以通過(guò)時(shí)分復(fù)用支持語(yǔ)音通信，叉能通過(guò)載波監(jiān)聽多重訪問(wèn)沖突避免（）協(xié)議提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。同時(shí)，提供了與良好的集成，支持廣播、多播和位地址。目前，標(biāo)準(zhǔn)工作在的頻段上，跳頻帶寬為】，最大傳輸速率為，傳輸范圍超過(guò)米。由于協(xié)議沒有完全公開，對(duì)它的研究和報(bào)道也很少【】。是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，其相應(yīng)的軟件和硬件技術(shù)都已比較成熟。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：體積小、功率低，適合設(shè)備移動(dòng)的需要，傳輸速率高，可達(dá)，成

18、本低，應(yīng)用普遍。紅外技術(shù)有兩個(gè)致命的缺點(diǎn)：首先，兩個(gè)具有端口的設(shè)備之間如果傳輸數(shù)據(jù)，中間就不能有阻擋物；其次，傳輸距離太近，只有米米遠(yuǎn)【”。藍(lán)牙藍(lán)牙（）是一種用于各種固定設(shè)備與移動(dòng)的數(shù)字化硬件設(shè)備之間的短距離的無(wú)線通訊連接技術(shù)。藍(lán)牙采用跳頻技術(shù)擴(kuò)展頻譜，工作在上，其跳頻頻率達(dá)到次秒¨】，并且頻點(diǎn)的排列順序是偽隨機(jī)的，這樣就減少了同頻干擾。它以時(shí)分多址方式進(jìn)行全雙工通訊，其理論最高傳輸速率為每信道，藍(lán)牙的一般傳輸距離為，增大發(fā)射功率其最強(qiáng)的傳輸距離為。但是由于藍(lán)牙的傳輸距離一般比較短，很難在家庭內(nèi)部組織成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最多可容納的藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)數(shù)為個(gè)，因而很難滿足用戶的要求，再次，

19、藍(lán)牙的成本比較高，一般很少應(yīng)用到智能家居系統(tǒng)中】【。無(wú)線協(xié)議聯(lián)盟成立于年月，由英國(guó)、三菱、美國(guó)摩托羅拉及荷蘭菲利浦組成，至今已吸引了上百家芯片公司、無(wú)線設(shè)備公司和開發(fā)商加盟。專門成立了標(biāo)準(zhǔn)工作組致力于定義一種供廉價(jià)的、固定、便攜或移動(dòng)設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無(wú)線連接技術(shù)【。邱是一種短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)低成本、低耗電、雙向傳輸、傳感器網(wǎng)絡(luò)功能等特色。蚰傳輸速度為，并隨著傳輸距離的延長(zhǎng)而減慢，較藍(lán)牙的慢。適用于一些簡(jiǎn)單、低成本的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，耗電低，只要使用兩顆從電池即可維持?jǐn)?shù)月或數(shù)年問(wèn)不用換電池，對(duì)于一般工業(yè)環(huán)境或家庭都很適用。第章緒論無(wú)線傳輸最大的優(yōu)點(diǎn)就是省去了大量的電纜連

20、線，移動(dòng)性很好，可以隨時(shí)增加鏈路，安裝、擴(kuò)容很方便?？梢哉f(shuō)它是一種非常理想的家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。采用無(wú)線通信技術(shù)可以免去在家庭內(nèi)部布線的煩惱，無(wú)法重新布線的舊住宅用戶可以同新住宅用戶一樣享受到家庭聯(lián)網(wǎng)的便利，同時(shí)對(duì)家庭用戶來(lái)說(shuō)，新增的家電設(shè)備可以很方便的加入家庭網(wǎng)絡(luò)之中，家電設(shè)備改變擺放位置也無(wú)需重新布線，從而解決了移動(dòng)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題。無(wú)線通信的質(zhì)量遠(yuǎn)低于有線通信，其信號(hào)衰減要比同距離的有線通信多上很多，而且傳輸信道容易受到干擾，可靠性沒有有線方式好。本課題研究的主要內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)意義本課題主要研究?jī)?nèi)容包括兩部分：一是智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)；二是智能家居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案選擇與硬件電路設(shè)計(jì)（應(yīng)用軟件另有

21、他人負(fù)責(zé)）。新興的智能住宅采用一系列高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)、信息和系統(tǒng)資源的高度共享，為住戶提供一種更加安全、舒適、方便的智能化、信息化生活空間，但是，目前住宅中大多數(shù)家用電器都不具備遠(yuǎn)程控制接口，這樣給智能化控制特別是遠(yuǎn)程控制帶來(lái)了很大的障礙。除此之外，因?yàn)榧矣秒娖鞯拇罅渴褂茫诮o人民生活提供便利的同時(shí)，也引發(fā)了大量火災(zāi)。據(jù)公安和消防部門有關(guān)資料顯示，全國(guó)平均每天大約發(fā)生火災(zāi)起，其中電器火災(zāi)就占鬈以上。其主要原因有：超負(fù)荷、短路、過(guò)熱、電火花、線路老化等。因此，家中無(wú)人時(shí)應(yīng)及時(shí)切斷電器電源，消除住宅電氣火災(zāi)隱患。對(duì)于家電安全控制的本質(zhì)問(wèn)題是在住戶外出時(shí)，能從根源上控制家用電器電源的通斷。所有的電

22、器設(shè)備都是連接在電源插座上，如果能夠遠(yuǎn)程控制電源插座的通斷，就可以達(dá)到控制家用電器電源通斷的目的，及時(shí)消除火災(zāi)隱患。在回家途中，提前讓家中的熱水器燒好熱水，電飯鍋打開基于以上考慮，本課題內(nèi)容之一就是借助移動(dòng)通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)從用戶手機(jī)到家庭環(huán)境（智能信息插座）的遠(yuǎn)程控制，即：基于短信平臺(tái)的智能信息插座的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。人們?cè)谛枰叨鹊陌踩?、舒適的生活環(huán)境的同時(shí)，也對(duì)便利的通信方式以及綜合的信息服務(wù)提出了新的要求，在數(shù)字社區(qū)的智能家居系統(tǒng)建設(shè)中，智能家一北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文居系統(tǒng)既要支持社區(qū)的安全系統(tǒng)，也要為居民提供方便的通信接口和信息服務(wù)，基于此，我們教育部數(shù)字社區(qū)工程研究中心設(shè)計(jì)了一智能家

23、居系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以家庭為單位的安防、遠(yuǎn)程抄表和家電控制等功能；將家庭的信息匯總后，以的形式通過(guò)小區(qū)以太網(wǎng)發(fā)送到小區(qū)的后臺(tái)服務(wù)器，存入小區(qū)信息數(shù)據(jù)庫(kù)；管理者可以通過(guò)智能小區(qū)管理平臺(tái)進(jìn)行查詢、管理：用戶可以登錄本家庭主頁(yè)進(jìn)行家電控制，查看家庭信息。在此系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)的通信通過(guò)兒叭無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)，但由于該模塊內(nèi)置了處理器，附加外圍模塊，經(jīng)過(guò)測(cè)試，整體功耗很高，不適于用電池供電，這次我們決定自己設(shè)計(jì)曲模塊及其外圍電路，降低功耗，這是我課題的第二部分，我主要負(fù)責(zé)曲協(xié)議棧分析與曲模塊硬件電路設(shè)計(jì)，子節(jié)點(diǎn)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)及硬件完善另有專人作為課題研究。第章智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)第章智能家居遠(yuǎn)程

24、控制系統(tǒng)世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步，給人們的生活帶來(lái)了巨大的變化。隨著現(xiàn)代家庭中家用電器設(shè)備的增多和通訊線路的發(fā)展，利用現(xiàn)有的通訊設(shè)備和線路對(duì)家用電器和儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，已經(jīng)成為未來(lái)家居發(fā)展的趨勢(shì)。數(shù)字化家居控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使得人們可以通過(guò)手機(jī)或者互聯(lián)網(wǎng)在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對(duì)家中的各種電器（空調(diào)、電熱水器、電飯煲、燈光、錄像機(jī)等）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：也可以在下班途中，預(yù)先將家中的空調(diào)打開、讓熱水器提前燒好熱水。而這一切的實(shí)現(xiàn)所需要的都僅僅是輕輕的點(diǎn)幾下鼠標(biāo)，或者打一個(gè)簡(jiǎn)單的電話，發(fā)一條短消息。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)概述目前對(duì)家電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的方法，主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、電話線路以及移

25、動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)“】。利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展己經(jīng)使很多家庭都有的接口，很多家庭都可以上網(wǎng)，人們也己經(jīng)丌始嘗試在互連網(wǎng)上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制了。隨著新的互連網(wǎng)協(xié)議的提出，地址的長(zhǎng)度由位擴(kuò)展到位，提供了充分大的空間以滿足各種設(shè)備的需要。由于地址空間中有一部分是分配給一些低級(jí)處理設(shè)備的，所以未來(lái)的智能家電也將具有一個(gè)地址，這些智能家電也可以在未來(lái)的高速互連網(wǎng)絡(luò)中占有一席之地。目前已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)家電產(chǎn)品如空調(diào)（智能網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)）。但是一方面將家電直接接入網(wǎng)絡(luò)，需要在控制端的上實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧，對(duì)于微控制器的運(yùn)算速度和硬件存儲(chǔ)資源提出了較高的要求，會(huì)提高產(chǎn)品的成本：另方面，家庭用戶還需要提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口（接入寬帶網(wǎng)）

26、，而且每臺(tái)家電設(shè)備還需要具備獨(dú)立的地址，在目前的網(wǎng)絡(luò)覆蓋條件下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的普及也北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文有困難。通過(guò)電話線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)在被人們采用的遠(yuǎn)程控制更多是通過(guò)現(xiàn)有的電話線來(lái)完成。這種裝置叫做電話遙控器，在很多智能小區(qū)己經(jīng)得到了應(yīng)用。但是受到固定電話終端物理位置固定性的限制，這種通過(guò)電話線路來(lái)控制家用電器的方法還是有一定局限性的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的對(duì)家電進(jìn)行控制。而且，電話機(jī)作為輸入設(shè)備只能提供一些數(shù)字按鍵，這就意味著在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)必須記憶各種電器的分組編號(hào)，如果忘了還要翻閱說(shuō)明書，這是很不方便的。利用移動(dòng)通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制利用手機(jī)等移動(dòng)通信工具與處于家庭控制現(xiàn)場(chǎng)的模塊通信，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)

27、的設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制。這種方法操作最為簡(jiǎn)便靈活，實(shí)現(xiàn)成本也不高，隨著移動(dòng)通信的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和覆蓋范圍在不斷提高，有利于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的推廣和可靠性的提高。本課題遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)功能描述個(gè)人用戶通過(guò)手機(jī)將控制命令以短信的形式，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)，發(fā)到無(wú)線數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)中（主節(jié)點(diǎn)），數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)解碼后利用室內(nèi)短距離無(wú)線通信將控制信號(hào)重新編碼發(fā)到信息插座（子節(jié)點(diǎn)）的無(wú)線模塊，信息插座上的微控制器將無(wú)線模塊接收到的命令解析，通過(guò)控制插座上繼電器的通斷，進(jìn)而控制用電器的通斷。除此之外，在室內(nèi)數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)面板上還有控制按鈕，有兩個(gè)狀態(tài)，“開”狀態(tài)：按下后室內(nèi)插座全部通電，網(wǎng)關(guān)面板指示燈點(diǎn)亮：“關(guān)”狀態(tài)

28、：按下后室內(nèi)插座全部斷電，網(wǎng)關(guān)面板指示燈熄滅。用戶回到家后可以用此按鈕來(lái)控制，節(jié)省了手機(jī)短信費(fèi)用。手機(jī)短信和網(wǎng)關(guān)面板按鈕可以獨(dú)立控制，即：手機(jī)打開某插座后，可以用網(wǎng)關(guān)面板按鈕關(guān)閉它；網(wǎng)關(guān)面板按鈕關(guān)閉插座后，還可以用手機(jī)短信打開。第章智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)本課題遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)鑒于目前手機(jī)普及率非常高，利用現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)手機(jī)短消息來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶室外到家庭的通信；對(duì)于家庭內(nèi)部通信方式，有有線和無(wú)線兩種方式可供選擇，有線方式通常要在墻壁上走明線或鑿開墻壁走暗線，一是影響了居室美觀，二是破壞了墻體，施工起來(lái)也非常麻煩，尤其是對(duì)于裝修好的房子或居住很久的房子，用戶不愿意破壞原有格局，這樣一來(lái)，有

29、線方式限制了產(chǎn)品的使用和推廣，會(huì)給用戶帶來(lái)很大不便，基于此種考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)，室內(nèi)也采用無(wú)線通信方式，它不僅不破壞居室內(nèi)原有的裝修格局和室內(nèi)的美觀，而且減少了家庭內(nèi)部用使用的龐雜的線纜，當(dāng)家用電器移動(dòng)時(shí)，不必重新布線。室外和室內(nèi)均采用無(wú)線方式，對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程控制，是一種方便、高效、成本較低、易于推廣普及的解決方案，市場(chǎng)前景看好。信息插座無(wú)線網(wǎng)關(guān)主節(jié)點(diǎn)方案設(shè)計(jì)無(wú)線網(wǎng)關(guān)主節(jié)點(diǎn)是個(gè)人用戶和室內(nèi)家電控制的“橋梁”，它要完成用戶手機(jī)短信命令的解碼，重新編碼后無(wú)線發(fā)送給墻壁子節(jié)點(diǎn)?；窘Y(jié)構(gòu)是：短信處理器十短距離無(wú)線模塊。遠(yuǎn)距離無(wú)線通信的發(fā)展很快，目前比較成熟的技術(shù)主要有全球數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)（）、通用分組無(wú)

30、線業(yè)務(wù)（）、采用碼分多址（）技術(shù)的移動(dòng)網(wǎng)【。有許多現(xiàn)成的短信模塊產(chǎn)品和通信系統(tǒng)可以利用，重點(diǎn)是在于如何從多種實(shí)現(xiàn)方式中做出最優(yōu)的選擇。（）是全球最主要的標(biāo)準(zhǔn)，能夠在低服務(wù)成本、低終端成本條件下提供較高的通信質(zhì)量。就其業(yè)務(wù)而言，是一個(gè)能夠提供多種業(yè)務(wù)的移動(dòng)（數(shù)字網(wǎng)絡(luò)）。（】，綜合業(yè)務(wù)）在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一些硬件設(shè)備和軟件升級(jí)，形成一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體。它以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提高了現(xiàn)有的網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率，最高可達(dá)。（）網(wǎng)絡(luò)采用擴(kuò)展頻譜技術(shù)和碼分多北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文址技術(shù)，使其具有容量大、通信質(zhì)量好、傳輸速度高、保密性高和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于特定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需要用

31、相應(yīng)的接入設(shè)備。這類設(shè)備市面上有現(xiàn)成的產(chǎn)品可供選擇。接入】網(wǎng)絡(luò)的通信模塊有西門子的模塊，接入網(wǎng)絡(luò)的有華立模塊。利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣和可以漫游等特點(diǎn)，系統(tǒng)的監(jiān)控終端和控制中心的位置不受距離的限制，網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（）都是不錯(cuò)的。比較而言，系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通訊體制中比較成熟、應(yīng)用最廣泛、用戶擁有量最大的一種系統(tǒng)。在我國(guó)，蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)遍布全國(guó)各地，該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)【】：（）由于網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，用戶無(wú)需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。（）網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶的數(shù)量也沒有限制，克服了傳統(tǒng)的專網(wǎng)通信

32、系統(tǒng)投資成本大，維護(hù)費(fèi)用高，并且網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的覆蓋范圍和用戶數(shù)量有限的缺陷。（）使用網(wǎng)絡(luò)可使系統(tǒng)的安裝工作量大大降低，有效的縮短系統(tǒng)建設(shè)周期。同時(shí)，由于免去了對(duì)通信系統(tǒng)的維護(hù)，也使得系統(tǒng)維護(hù)量也大為降低。（）沒有同頻干擾、保密性好、通信速率高、運(yùn)行費(fèi)用低，使用時(shí)每條短信只需元，能夠被大眾所接受。本課題主要實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制，具有傳輸?shù)男畔⒘啃　?duì)傳輸速度要求不高和通信要求簡(jiǎn)單可靠的特點(diǎn)，使用網(wǎng)絡(luò)的短消息服務(wù)功能不必考慮室外遠(yuǎn)程通信信道的可靠性等因素，可以很好的滿足本課題中對(duì)于家電遠(yuǎn)程控制的功能要求。對(duì)于處理器，目前常見的有單片機(jī)、，考慮到無(wú)線網(wǎng)關(guān)完成的任務(wù)是：實(shí)時(shí)接收室外用戶發(fā)來(lái)的的短信命令或室

33、內(nèi)用戶的按鍵控制命令，解析用戶命令短信編碼或監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)的按鍵狀態(tài)之后重新編碼，將新命令編碼發(fā)給室內(nèi)墻壁插座子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)接收并執(zhí)行完用戶控制命令后，回發(fā)給網(wǎng)關(guān)一個(gè)確認(rèn)信息，數(shù)據(jù)量不是很大，任務(wù)調(diào)度并不是很復(fù)雜，無(wú)須使用功能強(qiáng)大的處理器來(lái)完成，還要考慮成本和安裝方便，在本課題中，處理器選用基于單片機(jī)的實(shí)現(xiàn)方第章智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)案。對(duì)于室內(nèi)短距離無(wú)線模塊的選擇，主要考慮兩點(diǎn)，一是覆蓋范圍，二是體積尺寸是否便于安裝。由于是在家庭住宅房間內(nèi)通信，一般家庭住宅面積大概在平方米一一平方米左右，所選的無(wú)線模塊最小覆蓋面積要在平方米，另外考慮到無(wú)線信號(hào)受障礙物影響比較大，不同材料的障礙物對(duì)信號(hào)的衰減也不盡相

34、同，對(duì)于家庭住宅，墻體材料主要是磚土混合墻和鋼筋水泥墻，磚土混合墻對(duì)無(wú)線信號(hào)衰減較弱，鋼筋水泥墻，特別是鋼筋框架結(jié)構(gòu)，對(duì)無(wú)線信號(hào)有很強(qiáng)的屏蔽衰減作用?？蛷d一般是家庭房間的中心，無(wú)線數(shù)字網(wǎng)關(guān)要放在客廳里，家庭內(nèi)部從客廳到臥室，客廳到廚房，客廳到衛(wèi)生間都有一堵隔墻，一般是磚土結(jié)構(gòu)，承重墻是鋼筋框架結(jié)構(gòu)，這就要求我們選擇的無(wú)線模塊至少要具備穿過(guò)一堵鋼筋框架結(jié)構(gòu)墻的能力?？v觀短距離無(wú)線射頻技術(shù)市場(chǎng)，紅外（）技術(shù)比較成熟，但必須直線傳輸，收發(fā)器之間不能有障礙物，無(wú)法穿過(guò)墻壁，距離也太近，只有米左右，并不適合我們通常意義上的家庭網(wǎng)絡(luò)；是最初制定的一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，有效傳輸距離能到米，在傳輸速率上是一種高

35、速率傳輸協(xié)議，主要用于辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)，用在家居系統(tǒng)上有些大材小用，而且價(jià)格昂貴，它更適于商用的無(wú)線辦公網(wǎng)絡(luò)：藍(lán)牙技術(shù)是一種用于各種固定與移動(dòng)的數(shù)字化硬件設(shè)備之間的低成本、近距離的無(wú)線通訊連接技術(shù)，這種連接是穩(wěn)定的、無(wú)縫的，可以方便地嵌入設(shè)備之中，但是藍(lán)牙技術(shù)理想的連接范圍為厘米一米，而且傳透墻體能力很弱，特別是對(duì)于水泥鋼筋框架結(jié)構(gòu)，傳輸距離很難滿足我們?cè)O(shè)計(jì)要求。通過(guò)比較我們決定選用無(wú)線射頻收發(fā)模塊，它是挪威公司推出的單片射頻收發(fā)器，工作于三個(gè)（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)）頻道，廣泛應(yīng)用于無(wú)線數(shù)據(jù)通信、無(wú)線報(bào)警及安全系統(tǒng)、無(wú)線開鎖、無(wú)線監(jiān)測(cè)、家庭自動(dòng)化和玩具等諸多領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)我們實(shí)際測(cè)試，傳輸距離在室

36、外空曠環(huán)境下可達(dá)米左右，室內(nèi)無(wú)障礙物時(shí)可以傳輸米左右，在我們實(shí)驗(yàn)辦公樓里可以穿透兩堵墻，我們?cè)囼?yàn)的辦公樓是鋼筋輕質(zhì)磚結(jié)構(gòu)，對(duì)于無(wú)線信號(hào)的屏蔽衰減作用比家庭內(nèi)的磚土結(jié)構(gòu)墻要強(qiáng)一些，所以在家庭內(nèi)部會(huì)傳得更遠(yuǎn)一些，可靠性會(huì)更高；此外，無(wú)線射頻收發(fā)模塊體積很?。?#215;北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文×），墻壁上的白色正方形插座暗盒尺寸為（×），完全可以將此無(wú)線模塊嵌到插座暗盒中，不破壞居室內(nèi)墻壁插座原有的結(jié)構(gòu)，便于用戶安裝，而且還為微控制器、繼電器和其它外圍電路留下了充足的空間。信息插座子節(jié)點(diǎn)方案設(shè)計(jì)信息插座子節(jié)點(diǎn)處于家庭內(nèi)部墻壁上，完成的任務(wù)是實(shí)時(shí)接收室內(nèi)無(wú)線數(shù)字網(wǎng)關(guān)的控制命令，控

37、制繼電器動(dòng)作，之后返回插座當(dāng)前狀態(tài)，確認(rèn)命令執(zhí)行，數(shù)據(jù)計(jì)算量不大，邏輯判斷相對(duì)簡(jiǎn)單，任務(wù)比起無(wú)線網(wǎng)關(guān)主節(jié)點(diǎn)相對(duì)單一、固定，只需選用一般功能的處理器，又由于無(wú)線模塊數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)接口，因此本課題選用了一個(gè)帶接口的單片機(jī)；無(wú)線接收模塊采用和無(wú)線網(wǎng)關(guān)主節(jié)點(diǎn)相同型號(hào)的模塊，構(gòu)成收發(fā)電路。主電源通斷控制電路采用了繼電器控制方式，子節(jié)點(diǎn)是由短距離無(wú)線射頻模塊單片機(jī)繼電器的方式實(shí)現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖墨鹵里熏圖控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖第章智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)系統(tǒng)功能簡(jiǎn)述：個(gè)人用戶用手機(jī)通過(guò)將控制命令以短信的形式，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)，發(fā)到無(wú)線數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)，家庭網(wǎng)關(guān)利用室內(nèi)短距離無(wú)線通信將控制信號(hào)再發(fā)到無(wú)線模塊，無(wú)線

38、模塊控制器按照接收到的命令控制插座的通斷，進(jìn)而控制用電器的通斷。除此之外，網(wǎng)關(guān)控制面板上有室內(nèi)控制按鈕，用戶回到家中可以一次打開所有插座，用戶離開家時(shí)可以一次性關(guān)閉所有插座，保證無(wú)人時(shí)居室用電安全?？刂葡到y(tǒng)實(shí)物圖圖控制系統(tǒng)實(shí)物圖本章小結(jié)本章首先介紹了智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)概念和常見的實(shí)現(xiàn)方法，并逐一做了分析、比較，根據(jù)本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能和實(shí)際居室環(huán)境，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試選定了本系統(tǒng)的室外和室內(nèi)通信方式和微處理器類型，最后給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖和最終產(chǎn)品的實(shí)物圖。下面兩個(gè)章節(jié)將分別從軟件和硬件兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)加以詳細(xì)闡 述。第章智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第章智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控

39、制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)境整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要是編寫單片機(jī)程序，配合主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)硬件和外圍通信接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的功能。軟件開發(fā)環(huán)境是公司的集成開發(fā)環(huán)境。該開發(fā)環(huán)境集成了編輯器、編譯器、匯編器、連接器、函數(shù)庫(kù)管理器、調(diào)試器等工具。系列型單片機(jī)可以通接口與開發(fā)環(huán)境調(diào)試主機(jī)聯(lián)機(jī)的方法實(shí)現(xiàn)程序在線仿真，的調(diào)試器支持這一調(diào)試方式，從而編程人員可以方便的實(shí)現(xiàn)程序編寫、編譯、仿真、在線調(diào)試、程序燒寫下裝”。短信息基本原理短信息服務(wù)（）是系統(tǒng)中提供的一種終端（手機(jī)）之間，通過(guò)短信服務(wù)中心（）進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心主要完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。中唯一不要求建立端到端路徑的業(yè)務(wù)就是短消

40、息，即使移動(dòng)臺(tái)已處于完全電路通信情況下仍可進(jìn)行短消息傳輸。短消息通信僅限于一個(gè)消息，換言之，一個(gè)消息的傳輸就構(gòu)成了一次通信。它并不阻礙實(shí)時(shí)對(duì)話，但系統(tǒng)認(rèn)為不同的消息彼此獨(dú)立，消息的傳輸總是由處于外部的短消息服務(wù)中心（）進(jìn)行中繼，消息有目的地或起源地，但只與用戶和有關(guān)，而與其他基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)關(guān)。的短信息業(yè)務(wù)（）利用信令信道傳輸，提供了種有保證的雙向服務(wù)，這是通信網(wǎng)所特有的。它不用撥號(hào)建立連接，把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短消息服務(wù)中心，經(jīng)服務(wù)中心完成存儲(chǔ)后再發(fā)送給最終的信宿。所以即使當(dāng)前的終端沒丌機(jī)時(shí)信息也不會(huì)丟失。發(fā)送方發(fā)出一條短消息后，得到北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文一條傳遞成功或失敗的消息，以及

41、不可到達(dá)的原因【】。短信息命令集命令概述即，它是推出的一套操作命令集，是通信接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它的功能包括配置與軟件共同工作、與遠(yuǎn)程系統(tǒng)通信、發(fā)起或應(yīng)答一個(gè)呼叫等。指令以開頭（命令除外），回車鍵結(jié)尾，前綴用于通知注意（）檢測(cè)計(jì)算機(jī)串行口發(fā)送信號(hào)的速率、識(shí)別字符格式?，F(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)手機(jī)均支持規(guī)定的指令集。該指令集是（歐洲通信技術(shù)委員會(huì)）發(fā)布的，其中包含了對(duì)的控制說(shuō)明。利用手機(jī)（翻）的串行接口，單片機(jī)向手機(jī)（叫）發(fā)送一系列的命令，就能達(dá)到控制手機(jī)（）收發(fā)的目的。常見的命令格式因?yàn)橹噶钍亲鳛閭€(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)，所以它的命令和返回的值和格式都是固定的，總體上說(shuō)指令有四種形式：無(wú)參數(shù)命令。它是一利，單純的命令，

42、格式是十唧，如開機(jī)、顯示當(dāng)前設(shè)置列表等：十，查詢命令。它用來(lái)查詢?cè)撁町?dāng)前設(shè)置的值，格式是十？，血：十？幫助命令。它是用來(lái)列出該命令的可能參數(shù)，格式是【？，立口：？帶參數(shù)命令。它是應(yīng)用最廣的一種格式，它為命令提供了強(qiáng)大的靈活性，格式是十，作為返回值，其情況就比較多樣，但是返回值還是遵循一個(gè)大體的框架格式：回應(yīng)字串）：信息上面是指令常見的四種格式，協(xié)議對(duì)指令的使用方法做了詳細(xì)的介紹。在計(jì)算機(jī)或單片機(jī)上發(fā)送指令來(lái)控制調(diào)制解調(diào)器，發(fā)送第章智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)指令給調(diào)制解調(diào)器時(shí)，要特別注意以下幾點(diǎn)：（）每個(gè)命令字符串的最后面必須加上（也就是鍵盤上的鍵）字符，否則調(diào)制解調(diào)器將不識(shí)別此命令，

43、這個(gè)字符就是結(jié)束符。（）除了“”及“”命令外，其它的命令必須加上兩個(gè)字符。（）命令字符串可以合成一個(gè)字符串后再一次送給調(diào)制解凋器，但總的字符串長(zhǎng)度不得超過(guò)個(gè)字符，而且所有的字符必須一律大寫或小寫。（）命令集分成標(biāo)準(zhǔn)命令集、高級(jí)命令集、緩存器命令集、十傳真命令集及語(yǔ)言命令集等。下面介紹幾種常見的指令格式和使用方法】：重新執(zhí)行前一命令，當(dāng)此字符串被數(shù)據(jù)收到后，調(diào)制解調(diào)器即執(zhí)行前一個(gè)命令，不必加上，而此字符串的后面也不需要加上。：從數(shù)據(jù)模式切換到命令模式。：黼：十：啪（發(fā)出一條短消息命令）。（刪除卡內(nèi)存的短消息）。（選擇短消息信息格式：皿一丈本）。（歹出居中的短消息）。（讀短消息）。（發(fā)送短消息）。（向內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息）。骼：（從內(nèi)存中發(fā)送短消息）。：（顯示新收到的短消息）。（選擇短消息內(nèi)存）。（短消息中心地址）。（選擇蜂窩廣播消息）。（設(shè)置短消息文本模式參數(shù)）。北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文：（選擇短消息服務(wù)）短信