苗振騰

（廣州城建職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510925）

基于GSM遠(yuǎn)程控制的智能家居系統(tǒng)開發(fā)

苗振騰

（廣州城建職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510925）

本文針對當(dāng)前家居設(shè)備的智能化控制的需求，提出了一種采用單片機(jī)為主控芯片，能實(shí)現(xiàn)家居智能控制與安防控制的技術(shù)方案。本方案采用G S M移動(dòng)短信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，結(jié)合傳感器、繼電器等硬件控制電路，設(shè)計(jì)了具備遠(yuǎn)程控制功能的智能家居系統(tǒng)。根據(jù)測試反饋，本系統(tǒng)性價(jià)比高，安全可靠，功能符合家居控制需求。

智能家居；G S M；單片機(jī)

1 引言

隨著樓宇建筑的智能化水平不斷提高，“智能家居”技術(shù)愈發(fā)流行，該技術(shù)結(jié)合安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及傳感器技術(shù)，為家居設(shè)備提供實(shí)時(shí)安全可靠的管理，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境[4]。本文借助GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了家居系統(tǒng)的安防監(jiān)控和智能控制。電路設(shè)計(jì)中，將GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊與單片機(jī)控制模塊集成在同一電路板上，節(jié)約了成本，提高了系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于家庭、公寓的家居智能控制。

2 系統(tǒng)框架

本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要由單片機(jī)接口電路、GSM移動(dòng)通信電路、LCD液晶顯示電路、繼電器開關(guān)控制電路、基于傳感器的報(bào)警電路及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路構(gòu)成。單片機(jī)是整體硬件電路的控制核心，對各個(gè)功能電路實(shí)現(xiàn)智能控制。根據(jù)功能需求，各功能電路在獨(dú)立運(yùn)行、互不干擾的前提下，能實(shí)現(xiàn)信息互通。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示：

3 硬件電路

本系統(tǒng)的控制核心電路為單片機(jī)接口電路，主要由電源電路、8位單片機(jī)STC89C52芯片、復(fù)位電路、晶振電路構(gòu)成。下面介紹系統(tǒng)的主要外圍控制電路。

3.1 基本設(shè)GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信電路

本電路采用西門子的TC35作為GSM通信模塊，TC35是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊，自帶RS232通訊接口，可方便地與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)交互通信，實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)及控制信號(hào)的雙向傳輸。GSM模塊可與手機(jī)端雙向通信，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控家居的工作目的。圖2是TC35模塊連接手機(jī)SIM卡的硬件原理圖。圖中7407芯片是是集電極開路六正相高壓驅(qū)動(dòng)器，用來提高單片機(jī)的電流驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)擔(dān)負(fù)TC35模塊與單片機(jī)通信的任務(wù)。硬件電路圖如圖2所示：3.2 繼電器開關(guān)控制電路

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

圖2 GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信電路

本電路利用3個(gè)5V的5腳小型電磁繼電器實(shí)現(xiàn)空調(diào)、加濕器和熱水器的自動(dòng)開關(guān)控制。單片機(jī)通過檢測溫濕度傳感器的溫濕度值，可自行控制空調(diào)和加濕器的接通/斷開，單片機(jī)也可以譯碼GSM模塊接收的用戶短信指令，來控制繼電器的開/關(guān)，以實(shí)現(xiàn)對所有家居設(shè)備的接通/斷開。圖3是繼電器開關(guān)控制硬件原理圖。

圖3 繼電器開關(guān)控制電路

3.3 LCD液晶顯示電路

本電路采用LCD12864漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊作為顯示電路驅(qū)動(dòng)與控制核心。其顯示分辨率為128×64，內(nèi)置8192個(gè)16×16點(diǎn)陣的中文漢字，128個(gè)16×8點(diǎn)陣的ASCII字符。系統(tǒng)在正常工作情況下處于監(jiān)控狀態(tài)，單片機(jī)根據(jù)時(shí)鐘傳感器和溫濕度傳感器反饋的信號(hào)，將溫度、濕度和日期信息顯示在LCD屏幕，操作按鍵的切換，還可顯示家居設(shè)備的通斷狀態(tài)。本模塊硬件原理圖如圖4所示。

圖4 LCD液晶顯示電路

3.4 傳感器控制電路模塊

為了滿足檢測和控制要求，本模塊采用了DHT11數(shù)字溫濕度傳感器、YL-38火焰?zhèn)鞲衅?、HC-SR501紅外線傳感器、MQ-2氣體傳感器以及DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘傳感器。一旦傳感器檢測到異常信號(hào)(盜竊、火警、煤氣)，單片機(jī)對接收到的信號(hào)進(jìn)行分析，同預(yù)先存儲(chǔ)在ROM中的信息進(jìn)行對比，判斷出異常情況的類型，然后將異常信號(hào)由串口傳送給GSM移動(dòng)控制電路，最后通過GSM設(shè)備將異常信號(hào)發(fā)送給用戶，幾秒鐘后，用戶手機(jī)就可以接收到包含異常信息的短信，提醒用戶采取措施。此外，單片機(jī)根據(jù)溫濕度傳感器反饋的溫濕度值，與預(yù)設(shè)值比較，自行控制繼電器開關(guān)電路控制空調(diào)與加濕器的通斷。

4 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由初始化、各傳感器反饋信號(hào)的處理子模塊、LCD液晶顯示子模塊、GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信子模塊以及繼電器開關(guān)控制子模塊組成。主程序通過不斷循環(huán)，配合各子程序的中斷機(jī)制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的正常工作。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示。

圖5 軟件設(shè)計(jì)流程圖

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)提出了基于單片機(jī)技術(shù)與GSM無線控制技術(shù)的智能家居控制方案，通過軟硬件設(shè)計(jì)，可利用較低的成本實(shí)現(xiàn)家居智能控制。此外，本系統(tǒng)可依據(jù)控制需求，通過添加繼電器開關(guān)控制模塊，滿足更多的家居控制要求，具有較強(qiáng)的靈活性與實(shí)用性。

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Smart Home System Design Based on GSM Remote Control

Miao Zhenteng
(Guangzhou City Construction College,Guangzhou 510925,Guangdong)

Aiming at the current needs for intelligent control of household appliances,this paper presents a technical scheme for realizing intelligent control and security control of household appliances by using the model STC89C52 of microcontroller as main control chip.This system uses GSM mobile SMS network for remote communication,combined with sensors,relays and other hardware control circuits,achieving a kind of smart home system with remote control function.According to the test feedback,this system is cost-effective,safe and reliable,meeting the needs of home control.

intelligent household appliances;GSM;microcontroller

TP273.5

A

1008-6609(2017)03-0043-03

苗振騰（1985-），男，廣東廣州人，研究生，講師、電子工程師，研究方向?yàn)樽詣?dòng)化控制。