基于GSM遠程控制的智能家居系統開發

苗振騰

（廣州城建職業學院機電工程學院，廣東 廣州 510925）

基于GSM遠程控制的智能家居系統開發

苗振騰

（廣州城建職業學院機電工程學院，廣東 廣州 510925）

本文針對當前家居設備的智能化控制的需求，提出了一種采用單片機為主控芯片，能實現家居智能控制與安防控制的技術方案。本方案采用G S M移動短信網絡進行遠程通信，結合傳感器、繼電器等硬件控制電路，設計了具備遠程控制功能的智能家居系統。根據測試反饋，本系統性價比高，安全可靠，功能符合家居控制需求。

智能家居；G S M；單片機

1 引言

隨著樓宇建筑的智能化水平不斷提高，“智能家居”技術愈發流行，該技術結合安全防范技術、自動控制技術、網絡通信技術及傳感器技術，為家居設備提供實時安全可靠的管理，實現了環保節能的居住環境[4]。本文借助GSM移動網絡和單片機控制，實現了家居系統的安防監控和智能控制。電路設計中，將GSM移動網絡模塊與單片機控制模塊集成在同一電路板上，節約了成本，提高了系統通信的穩定性，可廣泛應用于家庭、公寓的家居智能控制。

2 系統框架

本系統硬件結構主要由單片機接口電路、GSM移動通信電路、LCD液晶顯示電路、繼電器開關控制電路、基于傳感器的報警電路及實時時鐘電路構成。單片機是整體硬件電路的控制核心，對各個功能電路實現智能控制。根據功能需求，各功能電路在獨立運行、互不干擾的前提下，能實現信息互通。系統總體結構框架如圖1所示：

3 硬件電路

本系統的控制核心電路為單片機接口電路，主要由電源電路、8位單片機STC89C52芯片、復位電路、晶振電路構成。下面介紹系統的主要外圍控制電路。

3.1 基本設GSM移動網絡通信電路

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，可方便地與單片機實現交互通信，實現語音信號及控制信號的雙向傳輸。GSM模塊可與手機端雙向通信，從而實現遠程監控家居的工作目的。圖2是TC35模塊連接手機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動器，用來提高單片機的電流驅動能力，同時擔負TC35模塊與單片機通信的任務。硬件電路圖如圖2所示：3.2 繼電器開關控制電路

圖1 系統結構框架

圖2 GSM移動網絡通信電路

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

圖3 繼電器開關控制電路

3.3 LCD液晶顯示電路

本電路采用LCD12864漢字圖形點陣液晶顯示模塊作為顯示電路驅動與控制核心。其顯示分辨率為128×64，內置8192個16×16點陣的中文漢字，128個16×8點陣的ASCII字符。系統在正常工作情況下處于監控狀態，單片機根據時鐘傳感器和溫濕度傳感器反饋的信號，將溫度、濕度和日期信息顯示在LCD屏幕，操作按鍵的切換，還可顯示家居設備的通斷狀態。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數字溫濕度傳感器、YL-38火焰傳感器、HC-SR501紅外線傳感器、MQ-2氣體傳感器以及DS1302實時時鐘傳感器。一旦傳感器檢測到異常信號(盜竊、火警、煤氣)，單片機對接收到的信號進行分析，同預先存儲在ROM中的信息進行對比，判斷出異常情況的類型，然后將異常信號由串口傳送給GSM移動控制電路，最后通過GSM設備將異常信號發送給用戶，幾秒鐘后，用戶手機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，單片機根據溫濕度傳感器反饋的溫濕度值，與預設值比較，自行控制繼電器開關電路控制空調與加濕器的通斷。

4 軟件設計

本系統軟件設計由初始化、各傳感器反饋信號的處理子模塊、LCD液晶顯示子模塊、GSM移動網絡通信子模塊以及繼電器開關控制子模塊組成。主程序通過不斷循環，配合各子程序的中斷機制，實現整個控制系統的正常工作。系統軟件設計流程圖如圖5所示。

圖5 軟件設計流程圖

5 結束語

本系統提出了基于單片機技術與GSM無線控制技術的智能家居控制方案，通過軟硬件設計，可利用較低的成本實現家居智能控制。此外，本系統可依據控制需求，通過添加繼電器開關控制模塊，滿足更多的家居控制要求，具有較強的靈活性與實用性。

參考文獻：

[1]王靜霞．單片機應用技術（C語言版）[M]．北京：電子工業出版社，2014．

[2]戴上舉．刪繁就簡單片機入門到精通[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2011．

[3]許子悅．物聯網智能家居淺析[J]．信息通信，2013(3)：99-100．

[4]王朝華，陳德艷，黃國宏，等．基于A n d r o i d的智能家居系統的研究與實現[J]．計算機技術與發展，2012(6)：225-228．

[5]陳東偉，吳延超，李偉杰，等．基于物聯網的智能家居系統設計與實現[J]．信息技術，2014(5)：67-70．

[6]王響．基于數字信息技術發展背景下智能家居系統應用方案[J].信息通信，2013(6)：218．

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，研究方向為自動化控制。