基于寬帶載波及藍牙技術的家居智能組網控制

張君磊

青島方川置業有限公司 山東青島 266000

1 智能家居系統中家居無線控制與組網技術的產生背景

隨著科學技術的高速發展，把不同的技術集合在一起進行應用是當今社會的發展趨勢。如今，隨著生活水平不斷提高，人們對自己在生活環境已經開始越來越關注，特別是人們最在意的家居環境，已經開始在傳統的家居環境上追求家居環境的舒適化、人性化。智能家居系統概念正是在人們對家居環境舒適化、人性化的不斷追求下孕育而生的。這些年隨著電腦技術，通信技術，控制技術的不斷發展，開始不斷出現智能化產品，如智能儀表，智能電器，智能機器人，智能汽車，智能化小區、智能化大廈、智能化城市等各種具有不同智能化程度的產品、設備、工具，并且呈現高速發展的狀態。人類社會正在向著人性化，智能化的社會發展。智能家居系統也開始經常的出現在人們視野中，智能家居系統最早被定義于美國，把不同的家居設備，如通信設備、家居電器、安防裝置等通過電腦技術，通信技術，控制技術的綜合應用組成一個家居控制網絡，在這個家居控制網絡中協調工作。并且智能家居系統應具備與英特網，GPRS網絡互通的功能，通過這個網絡可以實現家居環境的遠程監控，家居設備的遠程控制以及家居環境與家居設備的智能化聯動，實現家居環境的人性化，智能化。在傳統家居的基礎上，智能家居系統給予人們舒適化、節能化、以及人性化的居住環境；將一些家居環境中原本只能被動激活的家居設備轉變為具有一定人性化的設備，提供與家居控制器通信功能，使家居環境和外部環境可以交互通信，方便人們的日常生活，便于充分的利用時間，使家居生活環境更加安全節能。

2 總體設計

如圖1所示，智能家居控制系統以LPC1768微處理器為中心，此后由藍牙無線模塊收集的家庭信息被處理并通過藍牙傳輸到微處理器核心LPC1768，并在數據處理后直接輸出到LCD顯示器。同時，智能家居控制系統具有GSM無線通信模塊，用戶通過遠程手機終端查詢家庭信息，控制家電終端，并在異常情況下向預設號碼的手機卡發送信息可以傳輸。家庭系統可實現遠程檢測和控制。

圖1 總體設計圖

家庭的每個功能模塊主要具有內置在藍牙模塊中的藍牙模塊和主芯片LPC1768的藍牙模塊，并且每個模塊可以粗略地設置如下：

（1）家庭溫、濕度、氣體監測LPC1768室內溫度，濕度和氣體通過藍牙模塊周期性地檢測，空調比較該閾值，加熱，加濕器，并控制通風開關，超過閾值時，GSM模塊發送警告信息。您可以通過手機向中央控制器發送短信，查詢和控制實時環境參數。（2）安全和窗簾等自動化系統。安全系統和窗簾控制系統安裝在所述訪問控制和窗口，當報警發生時，一個報警消息經由GSM模塊向用戶的移動設備發送的，則可以在移動電話上控制窗簾開關。（3）智能家電。它的主要功能是檢測器具的操作狀態經由藍牙模塊第一設備LPC1768控制中心藍牙模塊通信所在，接下來通過GSM通信模塊的用戶我們用手機交換信息。家電無線控制

3 基于寬帶載波及藍牙技術的家居智能組網控制

3.1 上位機程序設計

上位機軟件采用LABVIEW編寫，程序包括老人照明控制模塊，窗簾電機控制模塊和紅外光源安全檢測模塊。

（1）上位機設計流程。編程過程如圖2所示。首先初始化程序變量，設置串口，設置波特率，數據位和其他參數。在主循環中接收串行數據，并對接收的數據執行數據處理功能。在另一個循環中檢測到鍵事件，并將按下的鍵的鍵值發送到ZigBee主控制器。

（2）上位機程序設計。智能家居系統包括串口程序，按鈕處理器模塊和馬桶信息處理模塊。串行端口程序包含最基本的串行端口設置，串行端口讀寫和串行端口關閉過程。將串口波特率設置為9600，將數據位設置為8。如圖2所示。

在按鈕處理程序中，設置將按鈕的值改變為事件觸發功能的時間，并且在每個相應的按鈕觸發時間通過串行端口發送命令數據。如圖3所示。

圖3 按鍵事件處理程序

在老人如廁的數據處理過程中，下面的計算機檢測到老人已進入廁所，將老人的數據發送到上述計算機，上位機開始計時，老人從廁所里抽出時間如果您沒有收到傳出信號，主機會發送警報并將數據發送到從屬計算機的主控制器。主控制器通過連接的GSM模塊通知老人的子女。

上位機程序如圖4和5所示。在這個過程中，主機接收老人的廁所數據的輸入，在老人進入廁所的人機界面上顯示，如果老人仍然在這一點，花費時間在主循環老人的廁所標志設置為TURE。標志位將舊標志設置為FLASE并清除時序。

圖4 老人如廁數據處理程序

（3）上位機人機界面設計。界面左側是燈光控制的虛擬按鈕，中間的一個是電子窗簾的控制按鈕，右側是老人廁所的馬桶時間。當超過設定的上限時，系統發出警告信息。

圖5 老人如廁計時程序

總之，隨著我國電力事業的迅猛發展，載波通信技術作為現階段電力電網系統中應用最廣泛的通信方式，也得到了顯著的提高。表明基于按鍵的廣播算法和采用NV保存數據的算法能夠有效的實現設備網絡之間的通信，并且大大的提高了節點組網的可操作性，在實際的智能家居應用過程中，能夠給用戶帶來更好智能體驗。但是在大型的網絡規模中，網絡的環境比較復雜，影響網絡的因素可能會增加，因此該算法還需要進一步的探討和改進。