基于GSM的遠程家電控制與安全監控系統

劉茂鈺　劉鴻旗

摘 要 為了給人們提供一個安全、舒適、個性的家居環境，將GSM與微處理器結合，設計了基于GSM遠程控制與安全監測系統。該系統面向普通用戶設計，系統將遠程家居控制、家居環境參數測量與遠程安防等多個子系統集于一體，實現了家電遠程控制及安全監測的一體化。在短信接收時，有用短信收發，垃圾短信過濾的算法編寫和用戶安全等級防護的設計，使得系統的安全性大大增強。

關鍵詞 GSM；遠程控制；安全監測

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0022-02

隨著科技日益發達和生活質量不斷提高，人們對家居環境的要求不再局限于電氣化，而對家居環境的智能化和安全性也提出了更高的要求[1]。在家電的選擇和使用上，人們已經從只關心家電的單項功能轉向追求家電品位和控制的便捷性[2]。目前已建成的GSM網絡在全國范圍內實現了聯網和漫游，具有網絡能力強的優點，用戶不需要另外組建網絡，在極大提高網絡覆蓋面的同時為用戶節省了昂貴的組建和維護網絡的費用[3]。而且，該網絡對用戶的數量沒有限制，為遠程數據傳輸以及監控系統的通信提供了一個強大的支持平臺[4]。此外，短消息業務可以在智能遠程控制系統中得到廣泛的應用[5]。

1 系統介紹

本系統由作為上位機的能收發短信的GSM通信模塊、微處理器、傳感器和作為下位機的家用電器（如熱水器、空調、電視等）或家居環境組成。其主要功能是將遠程家電控制、遠程報警及安全監測系統等子系統，連接到一個處理器上，通過GSM網絡使家中電器設備始終與用戶保持聯系。

1）GSM通信模塊。GSM通信模塊它主要用于對家用電器的遠程控制、對家中電器及家居環境的狀態查詢以及實現遠程報警等功能。智能家居控制系統說明書的通信模塊采用SIM300。

2）智能控制器模塊。智能控制器是系統的核心，本系統采用的控制器是微處理器STM32，其性能高、成本低、功耗低是嵌入式領域非常優越的芯片。

3）傳感器模塊。傳感器單元主要是對家中各指標進行檢測，例如煙霧濃度，溫度高低等，并將這些離散量裝換成數字量送給控制系統單元。家居遠程監控的一個重要作用就是遇到險情時能夠及時通知用戶。

4）家用電器及家居環境。家用電器及家居環境是要被控制的對象，無論是家用電器的遠程控制還是對家居環境監測，都需要構建一個家庭網絡，家庭網絡技術是以各種無線或有線方式，將家庭范圍內所有家電、安防系統、各類智能終端設備與外部相連接的一種新技術。

2 硬件設計實現

在本文提到的遠程家電控制與安全監控系統中，當相應的傳感器檢測到室內溫度過高、有煤氣泄露等后，控制器將采集到的溫度數據送入GSM通訊模塊，GSM通訊模塊將數據以短信息方式傳輸給用戶手機，以實現安全監測的功能。該系統的工作原理圖如圖1所示。

3 軟件設計和實現

該軟件編寫采用C語言編寫。處理器上電復位后，首先對

系統進行初始化，初始化成功后，讀取室內溫度并顯示到顯示器上，緊接著就進行工作模式的判別，當前模式為短信或者飛信模式時，判斷當前是否有新短信或新飛信到來，如有新短信或新飛信就判斷用戶的權限，然后根據用戶權限決定是否需要輸入密碼。高權限用戶不需要密碼，直接執行短信或飛信內的指令，普通用戶在密碼輸入正確后才進行指令的執行。指令在執行的同時，顯示器上會有提示信息，提示當前動作對象。當動作成功執行后，用戶手機會收到一條反饋信息，提示當前動作執行的狀態。在室內安全防護功能中，設置了兩級防護，避免戶主受到損失。

1）穩定性測試。穩定性測試結果如表1所示。

條未能成功收到，短信成功率高達99.8%，實驗結果可以滿足用戶的需求。

2）短信延遲時間測試。根據數據得出的條狀圖如圖3所示。

分析：現在手機短信延遲問題一直是通信過程中很大的一個難題，但對于這個系統來說，短信的延遲時間平均在2.786 s左右，這個延遲時間能夠在實現對室內控制的同時滿足用戶的承受能力。

3）溫度數據測量。溫度數據測量結果如表2所示。

分析：溫度傳感器測量的數據精度為0.1℃，能夠測量小數點后1位，測量結果滿足實際需要。

4）傳感器工作次數測試。在室內模型中對各個傳感器進行測試時，傳感器成功響應次數和未能響應次數對比如表3所示。

分析：從測量數據中可知，各傳感器工作次數在實驗500次時，只有一兩次未能成功響應，成功響應比率高達99%以上，實驗數據滿足普通家庭室內需求。

4 結論

經過初期控制板的設計，到后期室內模型的制作，以及對整個模型系統的測試，結果表明，智能家居控制系統說明書能夠較為穩定的對家居模型內的溫度、光強、煤氣、人體紅外等進行檢測，并且可以良好的完成對家居模型中門、窗簾、彩燈、燒水器等家用電器的遠程控制，取得了較好的控制和監測效果。整個系統能夠在采用短信或飛信遠程控制，該方法體現了生活的舒適化。目前該系統只是在模型中進行了驗證，后期會逐步在實際的家居環境中進行運行，以加快基于GSM遠程對室內家電進行控制和安全監測向著智能化、人性化發展的步伐。

參考文獻

[1]胡瑋.基于GSM的遠程家居智能控制研究[J].科技風，2012（8）：32-34.

[2]林添成.基于GSM的遠程家居控制系統[J].裝備制造技術，2010（5）：75-76.endprint

摘 要 為了給人們提供一個安全、舒適、個性的家居環境，將GSM與微處理器結合，設計了基于GSM遠程控制與安全監測系統。該系統面向普通用戶設計，系統將遠程家居控制、家居環境參數測量與遠程安防等多個子系統集于一體，實現了家電遠程控制及安全監測的一體化。在短信接收時，有用短信收發，垃圾短信過濾的算法編寫和用戶安全等級防護的設計，使得系統的安全性大大增強。

關鍵詞 GSM；遠程控制；安全監測

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0022-02

隨著科技日益發達和生活質量不斷提高，人們對家居環境的要求不再局限于電氣化，而對家居環境的智能化和安全性也提出了更高的要求[1]。在家電的選擇和使用上，人們已經從只關心家電的單項功能轉向追求家電品位和控制的便捷性[2]。目前已建成的GSM網絡在全國范圍內實現了聯網和漫游，具有網絡能力強的優點，用戶不需要另外組建網絡，在極大提高網絡覆蓋面的同時為用戶節省了昂貴的組建和維護網絡的費用[3]。而且，該網絡對用戶的數量沒有限制，為遠程數據傳輸以及監控系統的通信提供了一個強大的支持平臺[4]。此外，短消息業務可以在智能遠程控制系統中得到廣泛的應用[5]。

1 系統介紹

本系統由作為上位機的能收發短信的GSM通信模塊、微處理器、傳感器和作為下位機的家用電器（如熱水器、空調、電視等）或家居環境組成。其主要功能是將遠程家電控制、遠程報警及安全監測系統等子系統，連接到一個處理器上，通過GSM網絡使家中電器設備始終與用戶保持聯系。

1）GSM通信模塊。GSM通信模塊它主要用于對家用電器的遠程控制、對家中電器及家居環境的狀態查詢以及實現遠程報警等功能。智能家居控制系統說明書的通信模塊采用SIM300。

2）智能控制器模塊。智能控制器是系統的核心，本系統采用的控制器是微處理器STM32，其性能高、成本低、功耗低是嵌入式領域非常優越的芯片。

3）傳感器模塊。傳感器單元主要是對家中各指標進行檢測，例如煙霧濃度，溫度高低等，并將這些離散量裝換成數字量送給控制系統單元。家居遠程監控的一個重要作用就是遇到險情時能夠及時通知用戶。

4）家用電器及家居環境。家用電器及家居環境是要被控制的對象，無論是家用電器的遠程控制還是對家居環境監測，都需要構建一個家庭網絡，家庭網絡技術是以各種無線或有線方式，將家庭范圍內所有家電、安防系統、各類智能終端設備與外部相連接的一種新技術。

2 硬件設計實現

在本文提到的遠程家電控制與安全監控系統中，當相應的傳感器檢測到室內溫度過高、有煤氣泄露等后，控制器將采集到的溫度數據送入GSM通訊模塊，GSM通訊模塊將數據以短信息方式傳輸給用戶手機，以實現安全監測的功能。該系統的工作原理圖如圖1所示。

3 軟件設計和實現

該軟件編寫采用C語言編寫。處理器上電復位后，首先對

系統進行初始化，初始化成功后，讀取室內溫度并顯示到顯示器上，緊接著就進行工作模式的判別，當前模式為短信或者飛信模式時，判斷當前是否有新短信或新飛信到來，如有新短信或新飛信就判斷用戶的權限，然后根據用戶權限決定是否需要輸入密碼。高權限用戶不需要密碼，直接執行短信或飛信內的指令，普通用戶在密碼輸入正確后才進行指令的執行。指令在執行的同時，顯示器上會有提示信息，提示當前動作對象。當動作成功執行后，用戶手機會收到一條反饋信息，提示當前動作執行的狀態。在室內安全防護功能中，設置了兩級防護，避免戶主受到損失。

1）穩定性測試。穩定性測試結果如表1所示。

條未能成功收到，短信成功率高達99.8%，實驗結果可以滿足用戶的需求。

2）短信延遲時間測試。根據數據得出的條狀圖如圖3所示。

分析：現在手機短信延遲問題一直是通信過程中很大的一個難題，但對于這個系統來說，短信的延遲時間平均在2.786 s左右，這個延遲時間能夠在實現對室內控制的同時滿足用戶的承受能力。

3）溫度數據測量。溫度數據測量結果如表2所示。

分析：溫度傳感器測量的數據精度為0.1℃，能夠測量小數點后1位，測量結果滿足實際需要。

4）傳感器工作次數測試。在室內模型中對各個傳感器進行測試時，傳感器成功響應次數和未能響應次數對比如表3所示。

分析：從測量數據中可知，各傳感器工作次數在實驗500次時，只有一兩次未能成功響應，成功響應比率高達99%以上，實驗數據滿足普通家庭室內需求。

4 結論

經過初期控制板的設計，到后期室內模型的制作，以及對整個模型系統的測試，結果表明，智能家居控制系統說明書能夠較為穩定的對家居模型內的溫度、光強、煤氣、人體紅外等進行檢測，并且可以良好的完成對家居模型中門、窗簾、彩燈、燒水器等家用電器的遠程控制，取得了較好的控制和監測效果。整個系統能夠在采用短信或飛信遠程控制，該方法體現了生活的舒適化。目前該系統只是在模型中進行了驗證，后期會逐步在實際的家居環境中進行運行，以加快基于GSM遠程對室內家電進行控制和安全監測向著智能化、人性化發展的步伐。

參考文獻

[1]胡瑋.基于GSM的遠程家居智能控制研究[J].科技風，2012（8）：32-34.

[2]林添成.基于GSM的遠程家居控制系統[J].裝備制造技術，2010（5）：75-76.endprint

摘 要 為了給人們提供一個安全、舒適、個性的家居環境，將GSM與微處理器結合，設計了基于GSM遠程控制與安全監測系統。該系統面向普通用戶設計，系統將遠程家居控制、家居環境參數測量與遠程安防等多個子系統集于一體，實現了家電遠程控制及安全監測的一體化。在短信接收時，有用短信收發，垃圾短信過濾的算法編寫和用戶安全等級防護的設計，使得系統的安全性大大增強。

關鍵詞 GSM；遠程控制；安全監測

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0022-02

隨著科技日益發達和生活質量不斷提高，人們對家居環境的要求不再局限于電氣化，而對家居環境的智能化和安全性也提出了更高的要求[1]。在家電的選擇和使用上，人們已經從只關心家電的單項功能轉向追求家電品位和控制的便捷性[2]。目前已建成的GSM網絡在全國范圍內實現了聯網和漫游，具有網絡能力強的優點，用戶不需要另外組建網絡，在極大提高網絡覆蓋面的同時為用戶節省了昂貴的組建和維護網絡的費用[3]。而且，該網絡對用戶的數量沒有限制，為遠程數據傳輸以及監控系統的通信提供了一個強大的支持平臺[4]。此外，短消息業務可以在智能遠程控制系統中得到廣泛的應用[5]。

1 系統介紹

本系統由作為上位機的能收發短信的GSM通信模塊、微處理器、傳感器和作為下位機的家用電器（如熱水器、空調、電視等）或家居環境組成。其主要功能是將遠程家電控制、遠程報警及安全監測系統等子系統，連接到一個處理器上，通過GSM網絡使家中電器設備始終與用戶保持聯系。

1）GSM通信模塊。GSM通信模塊它主要用于對家用電器的遠程控制、對家中電器及家居環境的狀態查詢以及實現遠程報警等功能。智能家居控制系統說明書的通信模塊采用SIM300。

2）智能控制器模塊。智能控制器是系統的核心，本系統采用的控制器是微處理器STM32，其性能高、成本低、功耗低是嵌入式領域非常優越的芯片。

3）傳感器模塊。傳感器單元主要是對家中各指標進行檢測，例如煙霧濃度，溫度高低等，并將這些離散量裝換成數字量送給控制系統單元。家居遠程監控的一個重要作用就是遇到險情時能夠及時通知用戶。

4）家用電器及家居環境。家用電器及家居環境是要被控制的對象，無論是家用電器的遠程控制還是對家居環境監測，都需要構建一個家庭網絡，家庭網絡技術是以各種無線或有線方式，將家庭范圍內所有家電、安防系統、各類智能終端設備與外部相連接的一種新技術。

2 硬件設計實現

在本文提到的遠程家電控制與安全監控系統中，當相應的傳感器檢測到室內溫度過高、有煤氣泄露等后，控制器將采集到的溫度數據送入GSM通訊模塊，GSM通訊模塊將數據以短信息方式傳輸給用戶手機，以實現安全監測的功能。該系統的工作原理圖如圖1所示。

3 軟件設計和實現

該軟件編寫采用C語言編寫。處理器上電復位后，首先對

系統進行初始化，初始化成功后，讀取室內溫度并顯示到顯示器上，緊接著就進行工作模式的判別，當前模式為短信或者飛信模式時，判斷當前是否有新短信或新飛信到來，如有新短信或新飛信就判斷用戶的權限，然后根據用戶權限決定是否需要輸入密碼。高權限用戶不需要密碼，直接執行短信或飛信內的指令，普通用戶在密碼輸入正確后才進行指令的執行。指令在執行的同時，顯示器上會有提示信息，提示當前動作對象。當動作成功執行后，用戶手機會收到一條反饋信息，提示當前動作執行的狀態。在室內安全防護功能中，設置了兩級防護，避免戶主受到損失。

1）穩定性測試。穩定性測試結果如表1所示。

條未能成功收到，短信成功率高達99.8%，實驗結果可以滿足用戶的需求。

2）短信延遲時間測試。根據數據得出的條狀圖如圖3所示。

分析：現在手機短信延遲問題一直是通信過程中很大的一個難題，但對于這個系統來說，短信的延遲時間平均在2.786 s左右，這個延遲時間能夠在實現對室內控制的同時滿足用戶的承受能力。

3）溫度數據測量。溫度數據測量結果如表2所示。

分析：溫度傳感器測量的數據精度為0.1℃，能夠測量小數點后1位，測量結果滿足實際需要。

4）傳感器工作次數測試。在室內模型中對各個傳感器進行測試時，傳感器成功響應次數和未能響應次數對比如表3所示。

分析：從測量數據中可知，各傳感器工作次數在實驗500次時，只有一兩次未能成功響應，成功響應比率高達99%以上，實驗數據滿足普通家庭室內需求。

4 結論

經過初期控制板的設計，到后期室內模型的制作，以及對整個模型系統的測試，結果表明，智能家居控制系統說明書能夠較為穩定的對家居模型內的溫度、光強、煤氣、人體紅外等進行檢測，并且可以良好的完成對家居模型中門、窗簾、彩燈、燒水器等家用電器的遠程控制，取得了較好的控制和監測效果。整個系統能夠在采用短信或飛信遠程控制，該方法體現了生活的舒適化。目前該系統只是在模型中進行了驗證，后期會逐步在實際的家居環境中進行運行，以加快基于GSM遠程對室內家電進行控制和安全監測向著智能化、人性化發展的步伐。

參考文獻

[1]胡瑋.基于GSM的遠程家居智能控制研究[J].科技風，2012（8）：32-34.

[2]林添成.基于GSM的遠程家居控制系統[J].裝備制造技術，2010（5）：75-76.endprint