1系统实现原理
通过传感器采集信息并发送给主机,再由主机将所采集到的数据传送给从机,最后通过从机来控制LCD液晶显示屏使采集到的数据信息显示出来。传感器模块与微控制器之间采用单工串行通信,通信协议根据其传感器特性来设定。将采集到的信息通过单总线串行通信的方式传送数据给微处理器,由微处理器对数据进行分析和处理。TC35i与单片机之间采用双工串行通信方式,对信息的发送和控制是通过该通信方式完成的。GSM模块与手机终端采用的是全双工无线通信,其通信协议由GSM无线网络协议来制定的,由手机终端发送信息来控制该系统,使系统进行相应的应答(数据的采集与发送、系统的控制与监控)。
2系统软件设计
采用开放式源码,以C语言为主要的编程语言。从总系统框图1中可以知道,该系统主要以两个STC微控制器作为控制中心部分,负责各个模块的协调工作。同时两个微控制器之间可以相互通信。其中用户可以使用手机终端向系统发送命令信息,从而达到了远程控制的目的。主控制器采用STC公司的STC12A5C32S2,其中FlashROM32K、SRAM有1280字节、存在EEPROM、44个通用I/O、八路A/D转换等等,完全满足系统的硬件设计和软件设计的需求。主要程序代码设计voidSerial_Init(void);//串口初始化函数voidSend_ASCII(unsignedchar*b);//发送字符ASCII函数voidCLR_Buf(void);//清除缓存数据函数voidSend_Hex(unsignedcharc);//发送字符十六进制函数bitHand(unsignedchar*a);//判断缓存中是否含有指定的字符串函数voidtext_editing(void);//文本短信编辑函数voidGSM_Sent_Text_Message(charm[]);//声明给指定号码发送TEXT模式短信息函数。GSM模块的通信,调试都是由主机通过AT指令来完成的。所用到的AT指令包含AT+CMGF选择消息格式AT+CMGF=1\nenter;//选择TEXT模式短信息AT+CSCS选择TE字符集AT+CSCS=GSM\nenter;//GSM缺省字符集AT+CSMP设置TEXT方式参数AT+CSMP=17,167,0,0\nenter;AT+CMGS发送短信息AT+CMGS=<手机号>\nAT+CPMS=\"MT\",\"MT\",\"MT\"";//所有操作都在MT模块终端中进行AT+CNMI=2,1";//设置当有新短信到来时提示AT+CMGD=1";//删除第一条信息
3系统模块设计
3.1家电智能控制智能家居控制系统所研究的问题,就是把所有家用电器设备,通过系统来集中控制和管理,这样才会使家电设备具有智能化和网络化[1],从而达到了我们所需要的智能家居的理想体系。本系统可以通过手机终端来远程控制家电设备。比如远程控制家里的一个电灯,本来电灯是由开关通过手工来控制它的,现在可以通过手机发送一条短信息来控制它,由系统的继电器模块来控制电器设备,从而间接的控制了家用电器。3.2传感器描述与设计该系统通过DHT11数字湿温度传感器,对家里的温湿度数据进行采集。DHT11是一款湿温度一体化的数字传感器。该传感器包括一个电阻式测湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。通过单片机等微处理器简单的电路连接就能够实时的采集本地湿度和温度。DHT11与单片机之间能采用简单的单总线单工串行通信方式,仅仅需要一个I/O口。传感器内部湿度和温度数据40Bit的数据一次性传给单片机,数据采用校验和方式进行校验,有效的保证数据传输的准确性。DHT11功耗很低,5V电源电压下,工作平均最大电流0.5mA。性能指标和特性如下:工作电压范围:3.5V-5.5V工作电流:平均0.5mA湿度测量范围:20-90%RH温度测量范围:0-50℃湿度分辨率:1%RH8位温度分辨率:1℃8位采样周期:1S单总线结构与TTL兼容(5V)DHT11一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。通过传感器对室内的温湿度采集,所得到的数据通过微控制器使其显示在LCD显示屏上,还可以通过GSM模块,发送至手机终端。3.3安防报警设计在家中的安装该温湿度传感器,也可以安装烟传感器、煤气传感器等等。来检测家中的各类物理信息,通过该系统对家里的温湿度监测采集信息,将采集到的信息传送到微处理器,进行处理,如果温度或湿度大于所设定的值时,微处理器将会控制报警,从而产生报警模式,处理器根据收到的报警信息,将该信息通过GSM以短信息的方式发送给用户的手机终端,从而给用户可靠、安全、迅速,可以有效的采取措施。
4系统测试
通过对系统的硬件的设计和组成,采用单元测试对每个模块进行测试,每个模块确保没有错误,发现错误立即修改。对软件也进行测试优化,我们采用keiluVision4.0编译器,更适合这种微控制器的编译、调试、测试。然后采用集成测试,对组装好的硬件系统整体测试,使得整个系统功能完整、稳定。最后对系统测试,确保产品工作稳定,效率高。
5结束语
该智能家居控制系统,通过各方面的完善,其性能好、可靠性高、低成本、低功耗,同时具有很好的可扩展性和使用价值等优点。随着现代化家用电器的不断发展,智能家居也普遍地进入人们的家庭。该系统很好的把非数字化、非智能化、相互独立的电器产品可以通过该系统集中的控制和监测,也可以通过远程控制。在目前的市场上,一个系统化的智能家居控制系统还有很多难题需要解决,希望通过该产品的设计可以推动未来智能家居控制系统的快速发展。
作者:黄洋 朱宗强 王银花 单位:铜陵学院电气工程学院 铜陵学院电子信息工程教研处
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