智能家居控制系統的研究設計

江珊珊

【摘 要】本文首先介紹了智能家居控制系統的相關概念，分析討論了發展方向，同時對結構設計進行了簡要介紹。

【關鍵詞】智能；安全；控制系統

隨著網絡的高速發展和互聯網的全球覆蓋，目前基于Internet的網絡和控制結構是未來智能家居的主要構造方式。整個智能家居結構的核心是Internet。以互聯網為中心，在家庭網絡連接下，結合了包括家居控制、信息服務、通訊交流、商務、娛樂、教育、醫療保健、移動通訊，多種多樣的而且數量巨大的智能家居系統的解決方法。

1 研究內容及意義

（1）本研究的設計是基于智能基于GSM網絡的家庭報警系統，采用門磁傳感器、人體傳感器、溫度傳感器和氣敏半導體傳感器等組成傳感器網絡，能夠準確無誤的檢測出警情信號。如果有警情發生，智能家居報警系統能及時有效地探測各種警情信息并以電話語音通話或短信息消息（SMS）的形式立即將警情消息發送給用戶手機上。此時，用戶通過收到的短信消息進行相應的防護措施來保護自己的財產安全，從而使得自己的損失降到最低，與此同時，智能家居報警系統中還加人了實時時鐘芯片，通過實時時鐘芯片來記錄警報消息的時間。該系統除了可以實現防盜和報警功能的，家居用戶還可以通過SMS具有的雙向數據通信的功能，可以使得用戶通過短信息形式及時查詢室內各個儀器設備的環境狀態及智能家居報警系統系統的運行信息，根據自己家居環境的實際需求控制家用電器設備的關閉和運行，比如測量與控制家居室內的實時溫度。

隨著信息技術的不斷發展，作為信息技術產物的智能家居報警系統也在發生巨大的變化。同時，智能家居系統的管理模式也會相應的發生調整。這些將進一步加速智能家居改革和升級。智能家居報警系統屬于智能家居系統中一個最重要的組成部分，對于提高普通家庭人們的生活水平質量有著非凡的意義。其中，智能家居報警系統能夠實現家居火災的發生、非法陌生人員的闖人以及煤氣的泄漏等現象實現自動報警，為人們的生活和工作提供安全保障，成為一個非常有實用價值的服務系統。在這個什么都講究綠色環保的時代里，家居的環保可謂是重中之重。智能家居報警系統就可以發揮出巨大的用處。為用戶提供最好的方案，可以讓戶主對其住處的控制更加方便，更加安心，更可以為家庭的節約方面做出不小的貢獻。

2 結構設計

2.1 網絡安全

伴隨著遠程報警技術的推廣及其應用的普遍，相關部門逐漸認識到了網絡安全的嚴峻性，即將發布的智能家居相關的國家標準已經關注到遠程操控的安全這個難以解決和存在風險的關鍵問題，使得家居用戶在技術上防范以后的網絡入侵家居系統，從而讓家居用戶能安心地使無線技術不斷進步和日益普及以及GPRS網絡信號普遍存在性，且其成本已經降低到用戶可以接受的地步，家居用戶可以利用網絡信號GPRS的性能來便捷的實現遠程監控系統，包括遠程監控和控制通信，不僅使該系統易于安全維護。

2.2 防盜技術

對于報警系統來說Internet與GSM網絡信號是兩個非常好的的選擇。但對于Internet的報警技術，由于它的使用成本太高，這對于普通家庭來說，根本無法實現普及使用的界面。相反，對于以GSM網絡為基礎的智能家居報警系統，用戶可以通過手機于短信服務和語音通話方式，來實現了對家居儀器設備的監控，這樣就避免了傳統報警方式存在的漏洞，對于以GSM網絡為基礎的智能家居報警系統具有較快的傳輸速度、不占用帶寬、較低的費用、簡單方便的操作等優勢。

2.3 系統體系結構介紹

本文研究了家庭智能報警器通過一個點對點短消息服務和語音服務業務，結合單片機技術和移動技術GSM通信技術，實現STC89C52單片機和模塊TC35i之間的相互連接。家居用戶可以通過智能家居報警系統可以隨時監聽和監控家居范圍內的環境信息。當系統中的STC89C52單片機監測到人體傳感器、門磁傳感器、和溫度傳感器等模塊有警情信號輸出，并且該系統正處于設防的狀態時，STC89C52單片機將會呈現中斷狀態，然后單片機從存儲器讀取手機號碼，第一時間通過TC35I模塊向用戶手機發送報警信息，包括發送短信息報警和播放電話語音通話，從而使用戶及時得到信息并報警。

家居用戶可以使用鍵盤完成自己的移動手機號碼，密碼和家居報警系統的時間的設置。TC35i模塊接收到家居用戶手機反饋的短消息信息后，通過STC89C52單片機來對控制模板對短消息信息命令進行分類解密，讓您根據相應的短消息掌控全部家用電器使用命令，并隨時獲得電器的運行狀態。通過以上分析可以得知，智能家居報警系統采用了單片機對用戶短消息信息解碼和實現系統的控制功能，對用戶報警信息內容進行分析解密，對各種家用設備的運行狀態加以控制。該系統包括六個模塊，它們是單片機，傳感器，GSM，液晶顯示模塊，鍵盤和電源。本（下轉第71頁）（上接第85頁）文研究的智能家居報警系統，主控制平臺選擇STC89C52單片機，同時，各個傳感器檢測到報警信息時，單片機產生中斷信號在發送，從而會激活系統的報警功能。同時，STC89C52單片機可以利用系統自帶的雙向串口向GSM模塊發送相應的AT指令，從而使得系統向家居用戶發送相應的報警信息。當人體紅外傳感器感應到有人非法混入或者進入家居環境時，系統中的MCU可以通過發送相應的AT指令使得報警模塊向家居用戶發出警報信息，同時使用方便快捷的GSM移動網絡，會以最通用的短信方式，迅速把異常的信息發送到家居用戶的手機上。

智能家居報警系統中遠程安全監控儀的供電采取電轉換加蓄電池替補的雙重模式，目的是保證出現斷電故障時，仍然可以正常的進行工作。遠程安全監控儀的信息傳遞載體為程控電話線路，可以實現與家居用戶移動電話終端的互聯工作，并且能夠利用線路電壓監測功能探測用戶線路是否被盜用的情況。系統中的遠程安全監控儀器采用模塊化設計，其中，傳感器模塊的門磁傳感器的UO接口模塊可以用于監測門窗的打開和關閉情況；人體紅外探測模塊適用于探測人體移動的熱釋電；尤其是火災的探測工作則使溫度檢測模塊和可燃性氣體接口模塊。除此之外，智能家居報警系統中有自動增益的監聽模塊和設置了實時時鐘模塊。數據記錄和實時時鐘模塊的比較分析可以提供精準的時間；此外，在家用電器設備的開關控制器模塊中，為了實現對照明，通風等系統的精確控制，我采取的是繼電器輸出的方式。

目前，因為GSM模塊的智能和方便，在廣泛的工業應用領域都有許多不同的應用。例如，在道路上的車載監控系統，就是用GSM模塊將車輛行駛的GPS數據上傳到車輛管理中心；在電力、水務方面，通過GSM模塊實現的遠程智能抄表，就可以時刻查詢用戶使用的電量和水量，像什么無線報警系統和個人跟蹤器等等的芯片都或多或少的安裝了GSM的模塊。可以肯定的說，伴隨著GSM網絡的不斷完善和成熟，GSM模塊的應用就會走的越來越遠。

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