智能家居控制系統研究

申屠華

（浙江廣廈建設職業技術學院，浙江 東陽322100）

設計出來的智能家居系統，包括諸多的功能，如多途徑報警、遠程監聽、數字留言等，如果有某種險情出現，可以及時了解，以便采取相應的處理措施。社會的進步，非常重要一項標志就是家居生活更加的舒適和時尚，通過應用智能家居系統，不需要對加重任何家電進行改變，就可以非常方便的控制家里的電器、燈光、電源和家庭環境等，提升了人們的生活質量。

1 系統的總體結構和工作過程

智能家居系統包括諸多的組成部分，如系統主機、系統分機、因特網服務器、網絡接口等，借助于服務器，系統主機就可以與因特網連接，并且通過共用電話交換網的接口電路，來與PSTN連接；通過無線傳輸，主機與分機有星形拓撲結構形成，系統主機與系統分機進行的各項通訊和傳輸，由本地無線傳輸網來實現。

系統正常運行狀態下，用戶的訪問可以通過兩種網絡來實現，分別是因特網和PSTN，如果通過因特網來訪問，系統可以將一個終端軟件提供出來，它具有友好的界面，用戶登錄服務器，就可以遠程控制家中的各項設備；如果訪問是通過PSTN實現的，本系統就會將語音操作界面提供給用戶。

2 系統的硬件構成

系統硬件通常可以劃分為兩大組成部分，分別是系統主機和系統分機，系統主機包括各種接口電路和單片機，系統分機則除了接口電路以及單片機等，還包括其他的組成部分，如傳感器單元電路、固態繼電器控制電路等，設備由固態繼電器來控制。主機CPU借助于系統主機的各種接口電路，就可以有效的控制和傳遞信息。結合各個功能電路的輸出結果，系統主機的邏輯判斷功能就可以實現，并且有效輸出控制命令，系統分機有著和主機類似的接口電路，但是也有一些細微的差異。下面對系統主機的各種接口電路進行了詳細的闡述：

一是無線數據傳輸電路：具體來講，單片無線數據收發芯片和外圍電路構成了無線數據傳輸電路，本電路將調制解調技術給應用了過來，有著較高的工作效率，可以達到每秒20kbit，并且可以結合具體情況，對兩個頻率通道進行選擇，低功耗和待機模式也是其支持的，它不需要曼徹斯特編碼數據，用差分天線來設計天線接口，那么在實現方面就可以借助于PCB來完成。

二是看門狗電路：看門狗電路包括兩個組成部分，分別是外圍原件和MAX813L，通常情況下，會有各種干擾源出現于單片機的工作現場，這些干擾源的存在，可能會對系統的正常運行產生直接影響，出現程序跑飛、死機等問題，如果恢復不夠及時，會有嚴重的損失出現。而看門狗電路的存在，則是出現這些特殊情況時，如死機、程序跑飛等，可以促使系統復位很快的實現，系統能夠正常穩定的運行。因此，在程序中，就需要將看門狗信號定期的送入進來，這樣有異常運行情況出現時，就可以有效復位單片機。

三是DS1307時鐘接口電路：本時鐘芯片是某美國公司生產的實時時鐘芯片，它的工作獨立于CPU，晶振以及電容不會對其產生影響，并且能夠準確的計時，每個月的誤差通常都在10秒以內。掉電時鐘保護功能也是本芯片所具備的，可以向后備電源自動切換。同時，閏年自動調整功能也是其所具備的，產生的數據包括秒、分、時、日等，并且在具有掉電保護功能的時間寄存器內保存，這樣結合需求，CPU就可以進行讀出寫入操作。因為總線接口是單片機不具備的，因此要想對DS1307進行驅動，就需要將單片機方式下的總線虛擬技術給應用過來。在這種方式下，主節點采用的是單片機，主器件對總線永遠占有，總線競爭就不會出現，并且總線接口可以用兩根I/O線來虛擬?？偩€的主器件可以將時鐘脈沖產生于時鐘線上，在數據線上有各項條件產生，如尋址信號、開始條件、停止條件等，并且對數據傳輸的器件進行構建。器件如果被選中，就作為主器件的從器件存在。在傳輸同步串行數據時，總線就是IC2總線，雙向傳輸電路位于內部，需要將拉電阻加入過來。

四是雙音頻編解碼電路：單片機要想對PSTN網絡的雙音頻信號解碼輸出進行獲取，需要通過MT8880C芯片來實現，換句話來講，單片機可以對PSTN網絡的控制信號進行識別，用戶結合系統的語音提示，選擇相應的按鍵，就可以識別用戶的身份，并且進行遠程控制；因此，將MT8880C的雙音頻編碼功能給利用起來，在一些緊急時刻下，系統就可以向PSTN網絡轉播用戶預置的緊急電話，以便最大限度的降低損失。

五是鈴流檢測電路：系統如果被呼叫，就會有鈴流信號從電話交換機中發出，振鈴為正弦波，失真在百分之十以內；因為振鈴信號有著較高的電壓，因此就需要降壓，利用高壓穩壓二極管來完成，然后向至光耦中輸入，光耦對其進行隔離轉換，將時通時斷的正弦波給輸出來，最后經過RC回路，將標準的方波給輸出來。

3 系統軟件編制

一是系統主機程序的編制：系統的總體功能由系統主機程序來實現，包括諸多的內容，如無線數據傳輸程序、看門狗程序等。消息驅動是程序編制的主導思想。計數器中斷和串行中斷產生消息，在中斷服務程序中，需要置位相應的狀態位，在消息循環中，則需要結合狀態位對功能函數進行調用，然后功能函數清零相應的狀態位，這樣所需功能就可以得到完成，并且向消息循環中返回。

二是系統和因特網網絡通訊程序的編制：這個通訊程序包括兩個程序，分別是服務器和客戶端，用戶的控制功能由因特網網絡來完成。服務器程序的主要功能是中轉客戶端與系統主機通訊，也就是用系統主機能夠識別的格式來翻譯客戶端發來的控制或者查詢命令，或者是向客戶端上傳系統主機收到的各種信息，服務器程序和客戶端之間的通訊則是通過Socket來實現?？蛻舳顺绦蛟谶h端用戶的控制界面運行，主要是顯示家居內狀態，并且還可以遠程控制家居內電器，同時，直接連接服務器和客戶端。

4 結語

綜上所述，在科學技術飛速發展的今天，智能家居控制系統應運而生，智能家居控制系統的出現，將現有的網絡資源給充分利用了起來，用戶在隨時隨地都可以遠程控制家中各項電器；本文所設計的系統，試運行于實際電話網絡和因特網絡中，實踐表明，系統和設計初期的各項要求所符合，方便了人們的日常生活，提高了人們的生活質量；在未來一段時期內，將會更加廣泛的應用到信息家電和智能小區中。

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