智能家居的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】智能家居的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)號(hào)碼資源豐富，通話清晰，穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾，信息靈敏，通話死角少，手機(jī)耗電量低等應(yīng)用特點(diǎn)，極大地方便了用戶對(duì)智能家居的實(shí)時(shí)監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)主機(jī)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(hào)，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(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊，快速安全可靠地實(shí)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(jī)中GSM模塊接收到的由用戶通過手機(jī)發(fā)來的雙音多頻模擬信號(hào)，首先通過雙音濾波器初濾后的信號(hào)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(cè)計(jì)算電路，生成4個(gè)高頻信號(hào)和4個(gè)低頻信號(hào)組成4位二進(jìn)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(duì)雙音多頻信號(hào)的收取。芯片中的數(shù)字檢測(cè)計(jì)算電路對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)一步優(yōu)化，防止MCU1收取錯(cuò)誤信號(hào)。

1.4語音模塊

智能家居控制系統(tǒng)主機(jī)中的語音模塊電路主要由單片機(jī)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。控制系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的語音提示、應(yīng)答和查詢等功能由單片機(jī)MCU1與ISD4004之間的通訊來完成。ISD4004語音芯片通過單片機(jī)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(chǔ)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(chǔ)。在放音時(shí)，錄入的模擬電壓在采樣時(shí)鐘的控制下順序地從存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)與用戶的人機(jī)對(duì)話，或驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)配置的揚(yáng)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(hào)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(hào)從電流中解調(diào)出來，并傳送到終端設(shè)備，以實(shí)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(shí)復(fù)用信號(hào)，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(diǎn)。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(hào)線的功能合二為一，把分布在住宅各個(gè)角落的微控制器和家電設(shè)施連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，是在現(xiàn)有住宅電力線路布線的根底上推進(jìn)家庭自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)的途徑。

電力線載波局端在主機(jī)內(nèi)與MCU2開展串行通信，承受控制指令并向主機(jī)反應(yīng)控制對(duì)象的工作狀態(tài)。該模塊集成了所有載波收發(fā)電路，為實(shí)現(xiàn)與被控對(duì)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(hào)調(diào)制到220V電力線上和解調(diào)出電力線上的反應(yīng)信號(hào)傳入MCU2。

在各個(gè)電力線載波終端上，均內(nèi)置有增強(qiáng)型8位處理器，其內(nèi)核是全面兼容51指令集的多級(jí)流水線指令架構(gòu)MCU,同時(shí)提供對(duì)程序存儲(chǔ)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(gè)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(dòng)電路。終端模塊內(nèi)嵌了載波防沖突機(jī)制，允許多套載波設(shè)備同時(shí)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(shì)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)電路為一體，顯著簡(jiǎn)化了熒光燈可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器電路的設(shè)計(jì)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(hào)疊加，由半橋驅(qū)動(dòng)器實(shí)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(jì)周期。

2.2煙霧報(bào)警

煙霧報(bào)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(jìn)入光學(xué)迷宮時(shí)，經(jīng)智能報(bào)警電路判斷一旦超過設(shè)定閾值，則發(fā)出警報(bào)。該報(bào)警器對(duì)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(bào)警模塊采用紅外光電傳感器，可自動(dòng)復(fù)位，采用ASIC可同時(shí)開展聲光報(bào)警。

2.3熱釋電防盜報(bào)警器

防盜報(bào)警器中的關(guān)鍵部件是一個(gè)熱釋電模塊。當(dāng)人或其它具有紅外特征的目標(biāo)進(jìn)入其感應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)，熱釋電全自動(dòng)感應(yīng)發(fā)出警報(bào)；當(dāng)人離開其感應(yīng)范圍之外，則自動(dòng)延時(shí)后停止報(bào)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(bǔ)償功能，以免在環(huán)境條件正常變化范圍內(nèi)產(chǎn)生誤報(bào)警。該熱釋電模塊具有感應(yīng)封鎖時(shí)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(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不承受任何感應(yīng)信號(hào)，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(jī)通訊，由雙單片機(jī)諧調(diào)控制來實(shí)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(cè)與控制和監(jiān)測(cè)及信息回饋之間的矛盾，可使之同步開展，適應(yīng)人們的對(duì)手機(jī)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(gè)角落的微控制器和家電設(shè)施連成一個(gè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；此項(xiàng)設(shè)計(jì)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(kuò)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(shí)時(shí)性及效果穩(wěn)定性且價(jià)格較為經(jīng)濟(jì)。

經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)，本文所述智能家居控制系統(tǒng)具有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）