智能家居的手機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計方案

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】智能家居的手機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計方案1.2控制指令收發(fā)模塊

由于GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有防盜拷能力佳，網(wǎng)絡(luò)容量大，手機號碼資源豐富，通話清晰，穩(wěn)定性強不易受干擾，信息靈敏，通話死角少，手機耗電量低等應(yīng)用特點，極大地方便了用戶對智能家居的實時監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)主機GSM模塊采用Siemens公司的TC35模塊，該模塊部件基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。TC35模塊自帶RS232通訊接口，可以方便地與PC機、單片機連機通訊，快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)和傳真。

1.3雙音多頻通訊

雙音多頻DTMF（DualToneMultiFrequency）電路中使用的關(guān)鍵功能部件是MT8870解碼芯片，該芯片接收控制主機中GSM模塊接收到的由用戶通過手機發(fā)來的雙音多頻模擬信號，首先通過雙音濾波器初濾后的信號再經(jīng)高群濾波器和低群濾波器分別濾出其中的高頻和低頻分量，兩種分量經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送給數(shù)字檢測計算電路，生成4個高頻信號和4個低頻信號組成4位二進制數(shù)據(jù)由微處理器MCU1從數(shù)據(jù)總線端口讀入，完成對雙音多頻信號的收取。芯片中的數(shù)字檢測計算電路對音頻信號進一步優(yōu)化，防止MCU1收取錯誤信號。

1.4語音模塊

智能家居控制系統(tǒng)主機中的語音模塊電路主要由單片機MCU1、ISD4004語音芯片和LM386功率放大器等電路構(gòu)成。語音模塊主要用來接收來自控制電路的串行數(shù)據(jù)流并鎖存，完成地址碼的查找，錄放音等操作，并向音頻放大電路提供音頻電流?？刂葡到y(tǒng)所要實現(xiàn)的語音提示、應(yīng)答和查詢等功能由單片機MCU1與ISD4004之間的通訊來完成。ISD4004語音芯片通過單片機MCU1的內(nèi)置串行外設(shè)接口SPI（SerialPeripheralInterface）送入操作命令，它采用多電平直接模擬量存儲技術(shù)，將經(jīng)放大后的輸入語音信息以接近原始模擬量的形式存儲。在放音時，錄入的模擬電壓在采樣時鐘的控制下順序地從存儲陣列中讀出，輸出通道上的平滑濾波器去掉頻率分量并恢復(fù)成原始采樣波形，經(jīng)LM386功率放大器放大，然后經(jīng)過變壓器耦合到GSM模塊上發(fā)送給用戶或接收用戶發(fā)出的模擬指令，實現(xiàn)與用戶的人機對話，或驅(qū)動控制系統(tǒng)配置的揚聲器發(fā)音。

1.5電力線載波

電力線載波PLCC（PowerLineCarrierCommunication）是電力系統(tǒng)特有的基本通信方式，是指利用現(xiàn)有電網(wǎng)低壓電力線，通過電力線調(diào)制器以載波的方式將數(shù)據(jù)、語音、圖像等模擬或數(shù)字信號加載于電力線開展高速傳輸，再由承受信息的調(diào)制解調(diào)器（俗稱電力貓）把信號從電流中解調(diào)出來，并傳送到終端設(shè)備，以實現(xiàn)信息傳遞的技術(shù)。采用PLCC通信技術(shù)具有信息傳輸穩(wěn)定可靠，路由合理，可同時復(fù)用信號，不再需要投入鋪設(shè)控制線路資金，將原來房間中的電源插座變?yōu)樾畔⒉遄忍攸c。把電力線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、微控制器結(jié)合起來，使電力線和信號線的功能合二為一，把分布在住宅各個角落的微控制器和家電設(shè)施連成一個網(wǎng)絡(luò)，是在現(xiàn)有住宅電力線路布線的根底上推進家庭自動化的現(xiàn)實和經(jīng)濟的途徑。

電力線載波局端在主機內(nèi)與MCU2開展串行通信，承受控制指令并向主機反應(yīng)控制對象的工作狀態(tài)。該模塊集成了所有載波收發(fā)電路，為實現(xiàn)與被控對象之間的通信，僅需外接配套供給的耦合線圈及隔離高壓電容，就可以方便地組成完整的電力載波應(yīng)用系統(tǒng)，即將MCU2發(fā)出的控制信號調(diào)制到220V電力線上和解調(diào)出電力線上的反應(yīng)信號傳入MCU2。

在各個電力線載波終端上，均內(nèi)置有增強型8位處理器，其內(nèi)核是全面兼容51指令集的多級流水線指令架構(gòu)MCU,同時提供對程序存儲器的在系統(tǒng)編程能力，方便開發(fā)人員反復(fù)編程調(diào)試。

在每個終端上還內(nèi)嵌有顯示各終端控制設(shè)施的工作狀態(tài)的LCD驅(qū)動電路。終端模塊內(nèi)嵌了載波防沖突機制，允許多套載波設(shè)備同時收發(fā)數(shù)據(jù)。正是采用了這種大規(guī)模集成模塊，控制系統(tǒng)具有低成本、低功耗、多功能、高可靠性等傳統(tǒng)系統(tǒng)所無法比較的優(yōu)勢。

2系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用舉例

2.1日光燈調(diào)光模塊

日光燈調(diào)光模塊由IRS2530D及外圍電路組成，集調(diào)光控制和半橋驅(qū)動電路為一體，顯著簡化了熒光燈可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器電路的設(shè)計并提高它的性能和它的性能。IRS2530D采用IR的電子鎮(zhèn)流器技術(shù)和高壓集成電路技術(shù)，保功能齊全。DC調(diào)光輸入電壓基準(zhǔn)與AC燈電流反應(yīng)信號疊加，由半橋驅(qū)動器實現(xiàn)單引腳調(diào)光控制，構(gòu)成的電子鎮(zhèn)流電路工作可靠性高，縮短了電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計周期。

2.2煙霧報警

煙霧報警器利用煙霧中的顆粒折射紅外光的原理，電路主要由紅外發(fā)生部分和接收部分組成。

在無煙霧狀態(tài)下，傳感器只接收到很弱的紅外光，當(dāng)有煙霧紅外光進入光學(xué)迷宮時，經(jīng)智能報警電路判斷一旦超過設(shè)定閾值，則發(fā)出警報。該報警器對緩慢陰燃或明燃產(chǎn)生的可見煙霧，反應(yīng)尤為敏感。光電煙霧報警模塊采用紅外光電傳感器，可自動復(fù)位，采用ASIC可同時開展聲光報警。

2.3熱釋電防盜報警器

防盜報警器中的關(guān)鍵部件是一個熱釋電模塊。當(dāng)人或其它具有紅外特征的目標(biāo)進入其感應(yīng)范圍內(nèi)時，熱釋電全自動感應(yīng)發(fā)出警報；當(dāng)人離開其感應(yīng)范圍之外，則自動延時后停止報警。經(jīng)跳線選擇，有不可重復(fù)觸發(fā)和可重復(fù)觸發(fā)兩種觸發(fā)方式。該熱釋電模塊具有光敏控制和溫度補償功能，以免在環(huán)境條件正常變化范圍內(nèi)產(chǎn)生誤報警。該熱釋電模塊具有感應(yīng)封鎖時間，當(dāng)感應(yīng)模塊在每感應(yīng)輸出后，可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間段，在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不承受任何感應(yīng)信號，此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。

3結(jié)束語

本文所述的智能家居控制系統(tǒng)利用手機通訊，由雙單片機諧調(diào)控制來實現(xiàn)家居系統(tǒng)的程控制、工作狀態(tài)監(jiān)控功能，解決了監(jiān)測與控制和監(jiān)測及信息回饋之間的矛盾，可使之同步開展，適應(yīng)人們的對手機使用的習(xí)慣；應(yīng)用PLCC技術(shù)，有效地利用已有的家居低壓電力線作為物理媒介，把分布在住宅各個角落的微控制器和家電設(shè)施連成一個控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；此項設(shè)計與現(xiàn)有同功能智能家居控制系統(tǒng)相比，應(yīng)用范圍得以擴展，警情發(fā)現(xiàn)及智能處理和控制功能更加完善，建設(shè)和使用成本更低，從而提高了系統(tǒng)的實時性及效果穩(wěn)定性且價格較為經(jīng)濟。

經(jīng)過試驗驗證實，本文所述智能家居控制系統(tǒng)具有以下3個優(yōu)點：

（1）