基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)辦法

1、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案隨看人們生活水平的提高和科技的發(fā)展，家庭智能化已成為一種 必然趨勢(shì)而深入千家萬戶。家庭智能化即智能化家居(SmartHome，亦稱數(shù)字家園(DigitalFamily )、家庭自動(dòng)化(HomeAutomation)、電子家庭(E-hom、智能化住宅(IntelligentHome )、網(wǎng)絡(luò)家居(NetworkHom、智能屋(WiseHouse, WH、智能建筑(IntelligentBuilding)等。它是利用計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力自動(dòng)化、信息、結(jié)構(gòu)化布線、 無線等技術(shù)將所有不同的設(shè)備應(yīng)用和綜合功能互連于一體的系 統(tǒng)。它以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)家

2、電、通信、家電設(shè)備自y I J /動(dòng)化、遠(yuǎn)程醫(yī)療、家庭辦公、娛樂等功能，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、 管理為一體的安全、便利、舒適、節(jié)能、娛樂、高效、環(huán)保的居 住環(huán)境。其從控制層次來分，一般由中央控制中心、家居智能控 制終端、小區(qū)智能控制系統(tǒng)、家庭網(wǎng)關(guān)和外部網(wǎng)絡(luò)幾部分組成。1智能家居系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)家居系統(tǒng)主要由智能燈光控制、智能家電控制、智能安防報(bào) 警、智能娛樂系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān) 護(hù)系統(tǒng)等組成，框圖如圖1所示。圖1智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2系統(tǒng)主要模塊設(shè)計(jì)2.1照明及設(shè)備控制精心整理智能家居控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、自 動(dòng)控制和集成技術(shù)建立一個(gè)由家庭到小區(qū)乃至整個(gè)城

3、市的綜合信 息服務(wù)和管理系統(tǒng)。系統(tǒng)中照明及設(shè)備控制可以通過智能總線開 關(guān)來控制。本系統(tǒng)主要采用交互式通信控制方式，分為主從機(jī)兩 大模塊，當(dāng)主機(jī)觸發(fā)后，通過 CPU各信號(hào)發(fā)送，進(jìn)行編碼后通過 總線傳輸?shù)綇哪K，進(jìn)行解碼后通過 CPL觸發(fā)響應(yīng)模塊。因?yàn)橹鳌?-I 丨.機(jī)模塊與從機(jī)模塊完全相同，所以從機(jī)模塊也可以進(jìn)行相反操作 控制主機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)交互式通信。系統(tǒng)主框圖如圖2所示，系統(tǒng)主從模塊的程序流程圖如圖3所示。其中主機(jī)相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器， 主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。圖2燈光及家居設(shè)備控制框圖圖3系統(tǒng)模塊程序流程圖對(duì)于燈光控制，可以形成不同的燈光情景模式，以營(yíng)造舒適優(yōu) 雅的環(huán)境氣氛。為了提高系統(tǒng)的可

4、維護(hù)性及可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使 系統(tǒng)具有智能狀態(tài)回饋功能、故障自動(dòng)報(bào)警功能、軟啟動(dòng)功能。 系統(tǒng)能自動(dòng)檢查負(fù)載狀態(tài)，檢查壞燈、少燈，保護(hù)裝置狀態(tài)等； 也可以根據(jù)季節(jié)、天氣、時(shí)間、人員活動(dòng)探測(cè)等作出智能處理， 達(dá)到節(jié)能目的。對(duì)于其他家電設(shè)備及窗簾控制，與照明控制類似，均可采用 手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式。2.2智能安防及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-來源網(wǎng)絡(luò)精心整理智能安防系統(tǒng)主要由各種報(bào)警傳感器（人體紅外、煙感、可 燃?xì)怏w等）及其檢測(cè)、處理模塊組成。入侵檢測(cè)報(bào)警電路及其他 火災(zāi)、燃煤氣泄漏報(bào)警電路類似，其中入侵檢測(cè)報(bào)警框圖及電路 如圖4所示。圖4入侵檢測(cè)報(bào)警框圖及電路圖4中，DTMF（雙音多頻）收發(fā)電路如圖5（a）

5、所示，其核心芯I. 片為MT8880可接收和發(fā)送DTMf全部16個(gè)信號(hào)，具有接收呼叫 音和帶通濾波功能，能和微處理器直接對(duì)接。其自動(dòng)摘掛機(jī)可以 通過單片機(jī)I/O 口控制一個(gè)繼電器的開關(guān)，繼電器的控制端連接 一個(gè)電阻接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。GPRSS信模塊一一TC35模塊主要通過串口與單片機(jī)連接，實(shí) 現(xiàn)單片機(jī)對(duì)TC35模塊的控制，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。電路如圖 5 （b）所示。圖5接口電路 U11XJfFl2.3遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用應(yīng)該說還沒有引起廣泛關(guān)注， 但實(shí)際上它又是今后智能家居發(fā)展的一個(gè)方向之一。本系統(tǒng)提出 的基于GPRS勺遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)由中央控制器

6、、GPRS!信模塊、 GPR闕絡(luò)、Internet公共網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、醫(yī)院局域網(wǎng)等組成。 其框圖如圖6所示。圖6遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)框圖精心整理系統(tǒng)工作時(shí)，患者可隨身攜帶的遠(yuǎn)程醫(yī)療智能終端首先實(shí)現(xiàn)對(duì)患 者心電、血壓、體溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑病情時(shí)，通信模塊對(duì) 采集到人體現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行加密、壓縮處理后，以數(shù)據(jù)流形式通過 串行方式（RS232連接到GPRS1信模塊上，并與中國移動(dòng)基站 進(jìn)行通信，基站SGSN再與網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGS進(jìn)行通信，GGSI對(duì) 分組資料進(jìn)行相應(yīng)的處理并把資料發(fā)送到Internet 上,并且去尋找在Internet上的一個(gè)指定IP地址的監(jiān)護(hù)中心，并接入后臺(tái)數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)。這樣，信息就

7、開始在移動(dòng)病人單元和遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)護(hù)醫(yī) 院工作站之間不斷進(jìn)行交流，所有的診斷數(shù)據(jù)和病人報(bào)告電子表 格都會(huì)被傳送到遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)存檔，遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)護(hù)信息 系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以供將來研究、評(píng)估、資源規(guī)劃所用。該GPRSS程醫(yī)療智能終端的硬件框圖如圖7所示。系統(tǒng)監(jiān)護(hù)中心由監(jiān)控平臺(tái) 和信息管理系統(tǒng)、電子地圖、電子病歷等組成，系統(tǒng)軟件的框圖 如圖8所示，其中電子病歷系統(tǒng)中的病人詳細(xì)病歷界面如圖9所示。圖7遠(yuǎn)程醫(yī)療智能終端的硬件框圖圖8監(jiān)護(hù)中心系統(tǒng)框圖 圖9病人詳細(xì)病歷界面 3系統(tǒng)部分軟件設(shè)計(jì)3.1電話報(bào)警部分程序電話報(bào)警部分程序如下：MT8880寫狀態(tài)函數(shù)精心整理RS=1,RW=0寫狀態(tài)寄存器3.2防盜報(bào)警及遠(yuǎn)程控制軟件系統(tǒng)開機(jī)初始化，首先進(jìn)入開機(jī)界面，然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 若直接選擇確定則默認(rèn)原設(shè)置，也可對(duì)默認(rèn)設(shè)置進(jìn)行重設(shè)。設(shè)置 完成后，各傳感器開始采集、處理參數(shù)，在液晶上顯示各參數(shù)并 通過GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶手機(jī)，流程圖如圖10所示，數(shù)據(jù)短I. 信收發(fā)流程如圖11所示。圖10遠(yuǎn)程控制流程圖圖11數(shù)據(jù)采集流程圖 部分程序代碼如下：4結(jié)語本智能家居系統(tǒng)提供廣泛的信息交互功能，優(yōu)化居住環(huán)境， 幫助人們有