侯欣明++李鶴鳴

摘 要利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)智能家居通用無(wú)線遙控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由TC35I短信模塊、STC89C52單片機(jī)、液晶顯示器、輸出驅(qū)動(dòng)電路以及被控家電組成，除此之外需要配合用戶手機(jī)的短信功能。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，集中顯示，并支持?jǐn)U展被控對(duì)象。

【關(guān)鍵詞】TC35I短信模塊 STC89C52單片機(jī) 智能家居

隨著人們對(duì)居住環(huán)境要求的不斷提高，家居智能化已經(jīng)成為住宅發(fā)展的必然趨勢(shì)。許多計(jì)算機(jī)、通信、家電行業(yè)的巨人都認(rèn)識(shí)到智能信息家電的巨大市場(chǎng)潛力，紛紛進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，但是由于在價(jià)格、實(shí)用性和功能的豐富程度上存在著一定的問(wèn)題，智能家居始終沒(méi)有真正的走進(jìn)人們的生活。本設(shè)計(jì)利用移動(dòng)通信平臺(tái)通信成本低，不受通信線路限制，可靠性高抗，干擾能力強(qiáng)，方便快捷的特點(diǎn)設(shè)計(jì)智能家居通用無(wú)線遙控系統(tǒng)。

1 總體方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由三部分組成：短信接收模塊，控制器和輸出模塊。短信接收模塊采用TC35I來(lái)接收移動(dòng)設(shè)備（手機(jī)）的命令，將數(shù)據(jù)交給控制器進(jìn)行處理，控制器采用STC89C52單片機(jī)，輸出模塊分為兩大部分：液晶顯示部分和驅(qū)動(dòng)電路部分。單片機(jī)輸出通過(guò)輸出模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的控制，同時(shí)由液晶顯示器顯示當(dāng)前家電的工作狀態(tài)。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由TC35I短信模塊、STC89C52單片機(jī)、液晶顯示器、輸出驅(qū)動(dòng)電路以及被控家電組成，除此之外需要配合用戶手機(jī)的短信功能。此系統(tǒng)通過(guò)短信通訊方式，使用GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，TC35I短信模塊對(duì)短信進(jìn)行接收，而且模塊工作平穩(wěn)，抗干擾性強(qiáng)。當(dāng)TC35I短信模塊接收到用戶發(fā)來(lái)的命令短信，傳輸給STC89C52單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)命令短信進(jìn)行解讀，發(fā)出相應(yīng)的指令，控制繼電器觸點(diǎn)的通斷，進(jìn)而控制家電的工作狀態(tài)。與此同時(shí)，液晶顯示器顯示出目前家用電器的工作狀態(tài)。

TC35i新版西門子工業(yè)GSM模塊是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí)GSM模塊，工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍為直流3.3～4.8V ，電流消耗——休眠狀態(tài)為3.5mA，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA（平均），2.5A峰值；可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)， 功耗在EGSM900（4類）和GSM1800（1類）分別為2W和1W ，通過(guò)接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。

STC89C52是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，片內(nèi)有4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。TC89C52可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。只要程序長(zhǎng)度小于4K，四個(gè)I/O口全部提供給用戶?？捎?V電壓編程，而且擦寫時(shí)間僅需10毫秒，僅為8751/87C51的擦除時(shí)間的百分之一，與8751/87C51的12V電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒(méi)有兩種電源的要求，改寫時(shí)不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。工作電壓范圍寬（2.7V～6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在0Hz～24MHz之間。

液晶顯示器用于集中顯示系統(tǒng)中被控對(duì)象的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)大功率用電器，并隔離外界干擾。本設(shè)計(jì)采用帶中文字庫(kù)的128X64，利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。由于單片機(jī)輸出的是低電流低電壓，家用電器一般需要需要220V的電壓和高電流，所以輸出模塊選擇繼電器，從而對(duì)家電進(jìn)行控制。此系統(tǒng)的可開(kāi)發(fā)的程度高，可以添加其他指令對(duì)其他家電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的無(wú)線遙控器可通過(guò)手機(jī)短信實(shí)現(xiàn)對(duì)家中燈和窗簾的的控制，另外可根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要拓展多種控制功能。例如電飯煲、加濕器等等，針對(duì)不同的電氣加入相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)模塊即可。由于單片機(jī)為小功率輸出，輸出功率不足以驅(qū)動(dòng)燈和窗簾，所以需要在輸出端接入繼電器。

3 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行初始化，包括參數(shù)初始化 ，堆棧初始化和器件的初始化。之后開(kāi)始等待通信模塊的輸入信號(hào)，一旦檢測(cè)到TC35I模塊的輸入信號(hào)就對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，將對(duì)應(yīng)的代碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出，輸出送到兩個(gè)部分：顯示器和驅(qū)動(dòng)電路。之后顯示器更新顯示內(nèi)容，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器。系統(tǒng)的軟件流程圖如圖2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的智能家居通用無(wú)線遙控系統(tǒng)，主要功能如下：

遠(yuǎn)程控制：只要在有信號(hào)的地方，即可通過(guò)發(fā)送信息的方式來(lái)控制家中電器的工作狀態(tài)。

集中顯示：實(shí)時(shí)地顯示系統(tǒng)中所有控制對(duì)象的工作狀態(tài)。

擴(kuò)展性強(qiáng)：只要添加適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)模塊，本系統(tǒng)可控制幾乎市場(chǎng)上所有的家用電器。

本系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：安裝方便，操作簡(jiǎn)單，擴(kuò)展性強(qiáng)，通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

參考文獻(xiàn)

[1]李鴻.幾種智能家居網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)方案的分析與比較[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，33（03）：143-146.

[2]高明明，惠曉威，林森.基于GSM短信的智能家居控制系統(tǒng)的研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2010，26（34）：79-81.

[3]徐方榮.無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2010，1（01）：24-27.

[4]范明中.基于物聯(lián)網(wǎng)的新型智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].科技與創(chuàng)新，2016（03）：92-93.

作者單位

沈陽(yáng)工程學(xué)院 遼寧省沈陽(yáng)市 110000endprint