基于TC35i的智能家居系統設計

謝劍峰，盛 健，鄒麗君，張 勝

九江學院電子工程學院，江西九江 332005

基于TC35i的智能家居系統設計

謝劍峰，盛 健，鄒麗君，張 勝

九江學院電子工程學院，江西九江 332005

本文提出了一種基于TC35i的低成本的可遠距離控制的智能家居控制系統設計方案。該系統以51單片機為中央處理單元，結合GSM通信模塊實現家居系統的智能管理及遠程控制。

智能家居；單片機；GSM；TC35i

0 引言

利用GSM服務可以方便實現諸如住戶防火、防盜以及家用電器遠程控制等功能。利用GSM移動通信通用模塊TC35i結合51單片機可實現低功耗、高可靠性、高性價比的遠距離智能家居控制。

1 總體原理介紹

如圖1所示，本智能家居控制系統是51單片機為核心處理器，首先將采集后的家居環境信息、安防信號、家電運行狀態，經處理器將數據處理后，輸出到LCD上，實現直接監控。同時，將以上信息進行編碼打包，通過TC35i通訊模塊，在需要查詢或異常的情況下，將信息送到預先設置好號碼的手機上，以此實現用戶對于家統實現遠程的檢測與控制。

圖1 家居系統原理框圖

具體包含以下功能：

1）家庭環境監測及控制。通過數字溫度濕度傳感器采集室內外溫度濕度信息，緩存在單片機內，采用自動貨遠程控制的方式，啟動貨關閉繼電器，控制空調或加濕器開關，使其能自動工作，保持室內環境的舒適。

2）安防報警。在設防狀態下，通過門磁開關，熱釋電傳感器，煙霧傳感器，二氧化碳傳感器等傳感器，采集室內安防信息，出現意外時自動發送報警信息到預設的用戶手機上。

3）紅外家電控制。通過短信或撥號方式遠距離控制單片機，由單片機控制紅外發射單元，產生與家電遙控器相同的紅外編碼，來控制家電的運行。

2 硬件設計

2.1 中央處理單元

結合系統要實現的功能和性價比采用目前性能穩定、價格低廉的AT89S52。該處理器控制簡單，功能豐富，含有8k字節Flash，256字節RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數據指針，3個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。該設計為實現串口的同步通信，系統采用11.0592M時鐘。

2.2 LCD模塊

LCD控制模塊采用HTM12864Z液晶點陣模塊。該模塊工作電源電壓為3.0V～5.5V；顯示分辨率為128×64點；內置漢字字庫，提供8192個16×16點陣漢字采用通信方式為串行、并口可選。128×64點顯示空間，滿足較多信息顯示。內置字庫，簡化處理器工作。系統選用并口通信，保留單片機串口供GSM模塊使用。

2.3 GSM通信模塊

GSM通信模塊采用西門子雙頻通訊模塊TC35i，該模塊包括GSM基帶控制器、射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、射頻功率放大器、天線接口等六部分。其體積小、重量輕、功耗低，工作電壓為3.3V～4.8V，典型電壓為4.2V，休眠電流為3.5mA，最大工作電流為2A。可傳輸語音和數據信號，功耗在EGSM900（4類）和GSM1800（1類）分別為2W和1W，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。TC35i的數據接口通過AT命令可雙向傳輸指令和數據。支持Text和PDU格式的SMS（Short Message Service，短消息）。

2.4 其他外圍單元

外圍電路主要有紅外發射單元、溫濕度采集單元和安防信號輸入單元3部分組成。紅外發射部分采用集成紅外發射模塊HS0038。溫濕度采集模塊采用DHTll數字溫濕度傳感器。安防信號輸入單元主要由門磁，熱釋電，煤氣傳感器等組成的報警信號網絡。

3 軟件設計

單片機采用循環中斷的工作方式。單片機通過并口完成環境信號、安防信號采集、紅外控制信號輸出和狀態的顯示。同時通過串口解碼和發送AT指令，完成與手機的交互通信。系統主要工作流程如圖2所示。

圖2 系統流程圖

系統設置：包括初始化溫濕度傳感器、LCD，設置報警門限值和輸入控制電話號碼。根據紅外接收信號，設置設防貨狀態。

實時監控：系統循環采集環境信息，檢測各路安防輸入信號，經處理后，送到LCD顯示。一旦檢測到安防信號觸發，經再次檢測確定后，將啟動聲光報警，同時通過短信息發到預設的手機實現實時報警。

查詢控制狀態：機主通過預設置于系統的手機號碼，可發送查詢、設防和家電控制命令。單片機接收GSM模塊收到的信息，若是預設的號碼，則解碼短信內容并執行，操作結束后，反饋一條完成信息。

4 結論

系統的優勢主要體現在系統的可擴展性和性價比，本系統的實現，可以實現用戶對家居環境及設備的監測和控制，大大的提高了家庭控制的方便性與實時性。

[1]鄔春明，艾闖，李丹.基于TC35i的小區遠程報警系統[J].電子技術應用，2007(11).

[2]劉濤，等.基于手機模塊TC35的單片機短消息收發系統[J].電子技術，2003(3).

TP2

A

1674-6708（2010）30-0255-02

2008年度九江學院大學生自主創新性試驗項目，項目編號：08XSCXXSY06

謝劍峰，學生，所在院校：九江學院電子工程學院，專業：通信