基于GSM模塊與Zigbee模塊的智能家居

黃媛婕　廣東省汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院　516600

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基于GSM模塊與Zigbee模塊的智能家居

黃媛婕廣東省汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院516600

【文章摘要】

本設(shè)計(jì)為手機(jī)控制室內(nèi)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì),硬件部分它以GEC2530為核心,利用GSM模塊SIM900A與Zigbee的串口通信、Zigbee協(xié)調(diào)器接發(fā)、Zigbee終端的擴(kuò)展I/O并行輸出，采用Zigbee實(shí)現(xiàn)智能家居的特點(diǎn)。軟件部分它結(jié)合定時(shí)/計(jì)數(shù)，中斷，串行口擴(kuò)展I/O等知識(shí)進(jìn)行程序編譯。

【關(guān)鍵詞】

GSM模塊900-A；ZigBee；擴(kuò)展

0　引言

近年來(lái)，無(wú)線通訊技術(shù)得到了快速發(fā)展，在此過(guò)程中出現(xiàn)了各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，如 WiFi、BlueTooth、GPRS/GSM、ZigBee等，不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有不同的應(yīng)用領(lǐng)域。在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用尤為廣泛。當(dāng)我們外出工作或者游玩時(shí)，突然想起出門的時(shí)候家用電氣忘記關(guān)了。此時(shí)就可以用手機(jī)控制家里的大小用電器，讓窗簾關(guān)閉、讓燈關(guān)閉。Zigbee技術(shù)具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，可以組成蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)，通信可靠性極強(qiáng)。通過(guò)Zigbee技術(shù)將嵌入式Zigbee模塊設(shè)備和家電控制器連接在一起，使之相互通信，同時(shí)又利用具有路由功能的Zigbee家庭網(wǎng)關(guān)和外部網(wǎng)絡(luò)相連，使得住宅中各種家用電器通過(guò)無(wú)線家庭網(wǎng)關(guān)連接成一個(gè)智能化系統(tǒng)，進(jìn)行集中的或遠(yuǎn)程的監(jiān)視、控制和管理。通過(guò)利用無(wú)線技術(shù)，減少了家電之間眾多連線的 不便，還能方便的接入或移走無(wú)線模塊的信息家電，達(dá)到整個(gè)住宅節(jié)能的目的。

1　系統(tǒng)總設(shè)計(jì)2　GSM模塊900-A應(yīng)用分析

SIM900A模塊采用串口（UART）通信，含有USB轉(zhuǎn)串口、3V3TTL

接口和 5V TTL接口。首先用GSM模塊連接，然后打開(kāi)GSM的電源，GSM模塊搜索網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)會(huì)模塊并連接。因?yàn)镚SM模塊是以串口連接單片機(jī)的，需要打開(kāi)端口才可以連接，串口配置為：波特率115200，無(wú)校驗(yàn)，數(shù)據(jù)通過(guò)手機(jī)短信的形式發(fā)送給GSM模塊，然后模塊再將數(shù)據(jù)傳送給zigbee協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，zigbee協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)用廣播形式將信息傳送給zigbee終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)繼電器控制家用的電器。

圖1　系統(tǒng)框圖

3　硬件電路擴(kuò)展

（1）節(jié)能燈風(fēng)扇控制：

用戶可以在戶外通過(guò)任意一部手機(jī)，根據(jù)短信提示對(duì)家用電器(如電飯煲、電暖風(fēng)、空調(diào)、電熱水器等)進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)啟、關(guān)閉等控制的設(shè)定。該系統(tǒng)具有成本低、功能強(qiáng)、易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。

如果在外面，忘記關(guān)燈，你可以用手機(jī)短信控制家里的燈，實(shí)現(xiàn)亮滅，節(jié)省能源，起到環(huán)保的作用。現(xiàn)實(shí)中在床上躺著看電視，當(dāng)我們想要睡覺(jué)時(shí)又要從床里起來(lái)關(guān)掉電燈；為了解決這種問(wèn)題我們必然采用智能設(shè)備。對(duì)于電燈的控制我們采用了繼電器，這樣就解決了低壓控制高壓的問(wèn)題。對(duì)于窗簾、窗戶、門等的控制我們采用了電機(jī)。這樣就實(shí)現(xiàn)家電智能化的特性。

(2) 溫濕度采集

終端節(jié)點(diǎn)zigbee，通過(guò)采集DHT11的溫濕度信息，實(shí)時(shí)發(fā)送到協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器通過(guò)串口打印顯示當(dāng)前溫濕度。

DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為給類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。

圖2　GSM與單片機(jī)示意圖

圖3　外部擴(kuò)展電路

圖4　溫濕度采集硬件電路

4　結(jié)束語(yǔ)

本次設(shè)計(jì)中，我們接觸到了Zigbee模塊的應(yīng)用，對(duì)其有了很多的了解，感受到了其組網(wǎng)能力的強(qiáng)大，模塊體積小，功耗低，接口簡(jiǎn)單，容易使用，非常適用于低數(shù)據(jù)速率的短距離通信應(yīng)用，尤其是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

本次設(shè)計(jì)中用自己學(xué)到的知識(shí)完成代碼，對(duì)單片機(jī)串口的設(shè)計(jì)也有了新的認(rèn)識(shí)，特別對(duì)GSM通信模塊的運(yùn)用，還有在GSM模塊中，學(xué)習(xí)許多AT指令，也在畢業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用許多指令，從學(xué)習(xí)中去應(yīng)用，在設(shè)計(jì)過(guò)程中了解到許多流程和該注意的事項(xiàng)，增強(qiáng)了電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的意識(shí)。對(duì)以后的就業(yè)有一定的幫助，促進(jìn)我們以后更好的學(xué)習(xí).

【參考文獻(xiàn)】

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[4]熊茂華等 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐（項(xiàng)目式） 西安電子科技大學(xué)出版社 2014年10月第1版

黃媛婕 性別：女出生年月：1978.06 籍貫：山東海陽(yáng) 學(xué)歷：碩士研究生.職稱：講師研究方向：電子信息工作單位：廣東省汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院

【作者簡(jiǎn)介】