基于單片機的智能家居控制系統設計研究

董鋼

摘 要：智能家居控制系統有機的結合了通信控制、設備自動控制、安全防范三個方面。系統主要組成是電話機、計算機、物聯網遠程控制系統，主要應用于電話、計算機、3G網絡遙控控制的家用電器，用戶在戶外可通過任意一部雙音多頻電話、一臺連接入物聯網的計算機，根據語音提示、物聯網消息提示等，可以對各種電器進行遠程控制。同時，該系統也能對家用電器進行實時監控，發現異常自動撥號報警。該系統把電話機、計算機、物聯網和家電控制聯系起來，操作方便、快捷，系統布線簡單、功能靈活，擴展容易而被人們廣泛接受和應用。

關鍵詞：智能家居；物聯網；遠程控制

1 系統介紹

本項目為智能家居遠程控制系統，它包括了電話接口模塊PH8810，控制裝置51/52系列單片機以及繼電器傳感器模擬系統。PH8810集成了振鈴檢測、電話斷線檢測、自動摘掛機、自動增益調節、DTMF編碼發射（HT9200）、DTMF接收譯碼（HT9170）等電路；具有4個普通I/O口（可作為音頻或DTMF信號的輸入/輸出端）和4個能進行自動增益控制的I/O口（輸入信號進行放大）。它通過電話、計算機、物聯網可以和外面的人們進行信息交流，具體過程如下所示。當外面的人們需要對家里的電器進行遠程控制時，首先人對家里打電話或是通過網絡向家里的家居發送指令，PH8810內部的振鈴檢測電路檢測到信號的到來輸入給單片機或是單片機接收到網絡信息指令。當摘機后人輸入正確的密碼或是驗證碼，此時人就可以通過對手機的按鍵、計算機的鍵盤發送控制信號給家里面的電器。當PH8810或無線網絡接收裝置接收到信號后給單片機，單片機就可以按照人的意愿對家里的電器進行控制了。當家里突然發生意外時檢測裝置（傳感器等）將突發信號輸入給單片機，單片機的軟件程序識別后對PH8810、GSM短信模塊進行作用而使PH8810和GSM短信模塊發送信號進行撥號打電話或發送短信給外面的人們，人在接電話收到語音報警提示或短信報警提示后就可以進行撥號按鍵發送短信對家居采取措施了。這就是項目實現的具體思路。它可以使外出人們不用太擔心家里的器具又可以按照自己的意愿進行控制，因此該產品極大地方便了人們的生活，適合開發生產。

2 系統原理

⑴智能家居控制系統概述。智能家居控制系統的總體目標是通過采用計算機技術、網絡技術、控制技術和集成技術建立一個由家庭到小區乃至整個城市的綜合信息服務和管理系統，以此來提高住宅高新技術的含量和居民居住環境水平。

大型的智能家居控制系統通常由系統服務器、家庭控制器（各種模塊）、各種路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS、交換機、通訊器、控制器、無線收發器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等主要部分組成。

⑵工作原理

3 系統功能

在本次創作中包括防火防盜、防煤氣中毒以及窗簾自動收縮的功能等，智能家居系統與互聯網相結合，用戶可以通過物聯網控制家居，并且家居也可以通過物聯網反饋信息給用戶，使用戶了解家里的一切情況。做以相應的措施。

⑴防火的功能：當煙霧傳感器和溫度傳感器敏捷感應感到火災和溫度上升時，給您家人發出緊急報警同時，異常信號會馬上發送到報警器除此之外還可以通過物聯網發送信息給用戶，用戶收到信息后可以自動通過簡單地救火措施或者撥打報警電話。⑵緊急求救：因突發疾病或則家庭事故不能動彈時，只需一按緊急按鈕，緊急信號就會傳達給你的家人以及保安。⑶家庭安全：即使在家也和不在家一樣，門窗都能處于監控狀態。一旦發生異常情況，馬上將信號傳出的同時，保安會盡快趕到你的住宅，讓您晚上也能安心休息。⑷防盜功能：家庭盜賊侵入主要是門和窗，門盜的比例又大于窗盜。在每個住戶大門上安裝有一個門磁感應器。如有盜匪撬門，門磁感應器會即刻將此信息傳輸給家庭報警主機，主機報警，將此信息傳輸到主人或控制中心，中心會立即顯示報警地點、性質（門盜）、方位等。報警方式如下：a、十秒語言錄音，六路電話自動報警；b、報警優先功能，無論電話被打進、打出占線發生報警時主機優先撥號報警；c、具備電話線剪線報警功能；d、具備電話布防、撤防、修改、監聽、啟動現場警號等功能，實現遠程異地遙控；e、監聽功能，可通過電話實現主動、被動監聽現場；f、無聲報警與有聲報警；g、可實現用電話分機報警或報警至電話分機；h、防劫求救功能，緊急情況下可按下遙控器的急救鍵，報警器會悄無聲息地撥打六組預存報警電話發出求救信息。

煤氣泄漏檢測功能：煤氣泄漏也是現代家庭不得不防的安全措施，這里采用了煤氣感應報警器，安裝于廚房。當煤氣泄漏時，達到一定濃度后，感應器立即將此信號通過家庭主機傳輸到主人或報警中心。

4 系統結構

硬件部分。智能家居控制系統其硬件部分主要由五大部分構成，即電話交換網程控交換信令部分、控制單元、傳感器數據采集系統、GSM模塊TC35 modem與接口和電源部分。電話交換網程控交換信令部分主要由MT8870和電壓檢測元件組成，它是系統中控制部分關鍵的元件，它與控制單元組成控制部分功能；傳感器數據采集系統、GSM模塊TC35 modem和控制單元完成報警等信號的處理和發送；電源部分則為各個部分提供工作電源。