一種新型樓宇控制系統的設計與實現

岑偉華　陳公興　池文鑫　李皆瑤　熊培楓　劉桂樺

摘要：本文提出了一種基于單片機的新型樓宇控制系統。它不但能顯示當前時間和自動檢測危害氣體、火災事故、地震及盜竊，還可以進行遠程監控和聲光報警。當樓宇控制系統檢測到要發生意外的事故時，單片機進行控制并與GSM模塊通信，將當前發生的意外事故，以短信方式，發送到用戶的手機上。用戶可以通過手機的短信接收和發送，做出相應處理，實現遠程監控，以防造成意外事故。

關鍵詞：新型樓宇;單片機;GSM;遠程監控

1系統方案設計

這種系統主要由單片機控制模塊、GSM通信模塊、顯示模塊、傳感器模組及步進電機驅動模塊組成。該系統采用STC89C52作為控制核心，通過TC35模塊進行遠程監控和通信，使用繼電器模塊控制主電路通斷。它利用傳感器組進行數據檢測與采集，通過讀取TC35接收到的短信內容從而控制相應的外部繼電器工作，或者控制數據采集系統工作，將相應的數據通過串口發給TC35模塊，進而發送數據。它連接好藍牙，并進入系統初始化，通過手機創建APP，按功能鍵實現遠程監控。系統遠程端系統框圖如圖1所示，單片機控制系統如圖2所示。

2 系統主程序設計及系統調試

該系統主程序設計包括溫度傳感器采集程序、PCF8591AD轉換程序、LCD12864液晶顯示程序、GSM短消息收發程序等程序模塊，主程序流程圖如圖3所示。系統實物圖如圖4所示，通過對GSM模塊進行串口調試，在串口上調試成功后，再移植到單片機中，這樣可以大大的減少了程序的出錯率，也降低了調試的困難度。以發生火災事故為例，具體調試步驟如下：打開串口助手軟件，把硬件連接好;在發送框中發送AT指令，GSM模塊會返回OK指令;發送AT+CMGF=1指令， GSM模塊會返回OK指令;發送AT+CSMP=17，167，2，25， GSM模塊會返回OK指令;發送AT+CSCS="UCS2"， GSM模塊會返回OK指令;發送AT+CMGS="00310033003700360030003600360030003500380030"， GSM模塊會返回換行;緊接著發送"6709706B6E90FF0C8BF76CE8610F751F547D8D224EA75B895168"。手機接收到短信，再次向系統發送內容為“Close The Power”的短信，系統能夠自動切斷主電源。用打火機的火焰接觸火焰傳感器，看是否在屏幕上顯示，并發送短信提示。用打火機里的可燃氣體模擬煤氣，如果 MQ-2 煤氣傳感器檢測到可燃氣體泄漏，會向事主手機發送內容為“發送CO濃度高，請注意財產安全”的短消息。系統開始檢測各個傳感器的信息，將采集到的信息通過屏幕顯示出來。

如圖5所示，在本系統中，GSM模塊軟件設計是通過串口發送AT指令給GSM模塊來實現發送/接受短信的功能。發送或者接受短信之前都需要初始化，然后才能發送或者接受短信。

3 結論

本系統通過GSM網絡的短信息平臺，實現了短信息遠程報警，遠程控制的功能，其擴展性非常好，根據需要任意增加相應功能，實用性非常強，而且還符合了未來樓宇智能化、網絡化的發展趨勢。該系統具有防災減災的功能，可實現自動檢測及遠程報警。能根據各個傳感器采集的信息，判斷當前有無異常情況發生。若有異常情況的話，就會通過GSM模塊將短信發送給事主，提醒其注意財產安全。用戶還可以發送短信，遠程控制來切斷電源，防止意外事故發生。根據光照強度自動開關窗簾，還可以通過手機APP控制。人體紅外感應模塊在夜里提供了必要照明。時鐘部分可以極大地方便人們的日常生活，提醒人們注意時間。

參考文獻

[1] 陳朝大，李杏彩.單片機原理與應用 [M].化學工業出版社，2013.

[2] 周長鎖.單片機通信技術應用實例 [M].電子工業出版社，2018.

[3]趙鑫洋.基于GSM遠程控制系統的設計[J]. 電腦知識與技術，2019.

作者簡介：岑偉華，1994.07，男，漢族，本科，研究方向：控制系統算法及優化研究

通訊作者：陳公興，1981.06，男，漢族，副教授，碩士研究生，主要研究方向：先進機器人技術及智能控制系統算法優化控制。