任軼佐

【摘要】 當(dāng)今社會，人們在追求經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時，也開始不斷地追求生活的舒適。近來，物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的關(guān)于“智能化”的話題，我們在智能家居的基礎(chǔ)上，以智能寢室為主要構(gòu)思，以各類傳感器在寢室生活中的應(yīng)用為主要研究對象，充分利用GSM技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)，對寢室內(nèi)各模塊實現(xiàn)監(jiān)測和控制。使學(xué)生寢室智能化，進(jìn)而改變學(xué)生的生活，營造舒適安全的生活環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】 智能寢室 傳感器 GSM技術(shù)

基于STM32的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)通過大量的傳感器感知生活要素，分析這些采集到的數(shù)據(jù)，對寢室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制的同時還將寢室內(nèi)環(huán)境信息通過短信的方式發(fā)送給寢室成員，滿足學(xué)生對寢室安全情況的及時了解、實時信息處理和有效控制的需要，為學(xué)生提供更加周到和智能的服務(wù)。

一、系統(tǒng)設(shè)計

該基于STM32的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)不僅應(yīng)用了GSM通訊技術(shù)，還融合了自動化控制系統(tǒng)，將刷卡門控單元、煙霧報警單元、濕度控制單元、室溫控制單元、窗戶控制單元、短信提醒等連接成為一個互通的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)，并對系統(tǒng)內(nèi)的模塊實現(xiàn)自動化監(jiān)測和控制，系統(tǒng)設(shè)計框架圖如圖 1所示。

二、各單元設(shè)計與介紹

1、刷卡門控單元。RFID技術(shù)，又稱無線射頻識別由于無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸被廣泛應(yīng)用于各種門禁系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，我們采用RFID-RC522讀寫卡模塊，讀取一卡通數(shù)據(jù)對身份信息進(jìn)行核實，在確認(rèn)身份信息正確后，通過單片機(jī)控制繼電器進(jìn)行開鎖。若身份信息不符，觸發(fā)語音報警，并且將通過GSM通信模塊將報警信息短信發(fā)送至寢室成員的手機(jī)。

2、煙霧報警單元。為了確保學(xué)生寢室用電安全和室內(nèi)空氣質(zhì)量優(yōu)良，我們加入了煙霧報警模塊，該模塊采用日本SHARP的煙霧傳感器（GP2Y1010AU0F），可以隨時測量寢室內(nèi)的PM2.5濃度。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，煙霧傳感器采集到的空氣中煙霧濃度數(shù)據(jù)異常，則觸發(fā)語音報警，并且通過GSM模塊將報警信息發(fā)送至寢室成員的手機(jī)。

3、溫濕度調(diào)節(jié)單元。為了能極大的提高學(xué)生生活的科學(xué)性和舒適度，提高學(xué)生的幸福感，使寢室的溫度盡可能在23度左右，濕度在40%-60%。本系統(tǒng)采用高度集成的溫濕度傳感器DHT11，實時監(jiān)測寢室室內(nèi)的溫濕度，當(dāng)濕度低于40%時，將會通過GSM模塊短信提醒是否需要打開加濕器，如果用戶回復(fù)“是”，則加濕裝置自動進(jìn)行加濕；當(dāng)溫度偏高或者偏低時，同樣會通過短信提醒是否需要打開室內(nèi)空調(diào)，如果用戶回復(fù)“是”，則空調(diào)打開。

4、窗戶控制單元。窗戶控制單元由兩部分組成，分別為雨天自動關(guān)窗和室內(nèi)空氣質(zhì)量較差時開窗。首先，通過雨水傳感器測量到的環(huán)境量，判斷是否下雨，如果下雨，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)關(guān)窗。 其次，通過煙霧傳感器所測得的室內(nèi)外AQI指數(shù)判斷室內(nèi)的空氣質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，如果室內(nèi)空氣混濁，則將通過GSM模塊將該消息發(fā)送至寢室成員的手機(jī)，詢問是否需要開窗通風(fēng)，如果回復(fù)“是”，則將通過控制步進(jìn)電機(jī)，打開窗戶。

三、軟件設(shè)計

本系統(tǒng)是采用STM32作為主要處理器，STM32具有高性能、低成本、低功耗等特點，適用于本系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)。本系統(tǒng)軟件主要完成傳感器數(shù)據(jù)的采集和信號處理、電機(jī)控制以及GSM模塊通信。利用STM32的高速處理的優(yōu)秀性能，可以實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的高速采集和處理，使各個模塊之間協(xié)調(diào)工作。對于其他各傳感器模塊基本采用相同的數(shù)據(jù)處理與傳輸方式進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測與控制。

四、結(jié)束語

本文結(jié)合了各類傳感器與主控器STM32設(shè)計了一種基于STM32的智能寢室監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能完善，具有很大的實用性，改善學(xué)生居住環(huán)境、提高學(xué)生生活質(zhì)量。該系統(tǒng)不僅綜合考慮了各方面的經(jīng)濟(jì)效益和實際用途，而且綜合各類生活元素和環(huán)境因素，最大限度的保證了學(xué)生在使用本系統(tǒng)時的便捷性，在為學(xué)生帶來方便的同時，也優(yōu)化了學(xué)生的居住環(huán)境，為學(xué)生帶去舒適、健康與安全。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]周洪，胡文山，張立明，盧亦眾；智能家居控制系統(tǒng)[M]；北京：中國電力出版社；2006；5-10.

[2]郭海杰，吳飛，雷必成；嵌入式智能家居控制系統(tǒng)的研究[J]；福建電腦；2009（03）：33-38.

[3]智能家居市場分析及發(fā)展趨勢，中國安防行業(yè)網(wǎng)，2009（2-10）.

[4]鹿?jié)芍蓿换诤偷倪h(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)[J]；世界電子元器件；2005，03：69-71