智能家居控制系統

孫元龍 濟南大學自動化與電氣工程學院

智能家居控制系統

孫元龍 濟南大學自動化與電氣工程學院

本系統采用飛思卡爾公司的MC9S12XS128單片機作為主控制器，設計出一套智能家居控制系統。該系統由光敏電阻模塊，LCD顯示模塊，鍵盤模塊，壓力傳感器，攝像頭等組成。通過單片機的控制，可以實現燈光自動調節，家電防盜，密碼鎖，攝像頭監視等功能，手機或者電腦通過軟件可以遠程看到攝像頭的內容。

單片機 燈光調節 遠程監控 防盜

1 背景與意義

隨著社會的發展，科技的進步，人們的生活質量越來越高，為了生活的更加方便，智能家居漸漸走入了人們的生活。尤其是在當今繁忙的時代，智能家居顯示出愈來愈重要的作用，比如忙碌了一天，在回家的路上便可以設定好家庭的燈光，房間的溫度，洗澡水的溫度，回到家便可舒適的享受這一切，智能家居給我們的生活帶來了極大的便利，使得我們能夠從容不迫的面對生活。系統方案設計與主要模塊。

2 系統原理框圖

3 系統方案

3.1 芯片選擇

采用飛思卡爾MC9S12XS128系列芯片，MC9S12XS128是一款針對汽車電子市場的高性能16位單片機，具有速度快、功能強、成本低、功耗低等特點。①總線速度高達40MHZ；②128KB程序Flash和8KB Data Flash，用于實現程序和數據存儲，均帶有錯誤校正碼（ECC）；③可配置8位、10位或12位ADC，3μs的轉換時間；④內嵌MSCAN模塊用于CAN節點應用，內嵌支持LIN協議的增強型SCI模塊及SPI模塊；⑤4通道16位計數器；⑥出色的低功耗特性，帶有中斷喚醒功能，實現喚醒休眠系統的功能；⑦8通道PWM，易于實現電機控制。適合本設計系統。

3.2 燈光控制

采用灰度傳感器，灰度傳感器是模擬傳感器，灰度傳感器利用光敏電阻對不同顏色的檢測面對光的反射程序不同，其阻值變化在的原理進行顏色深淺檢測。灰度傳感器有一只發光二極管和一只光敏電阻，安裝在同一面上。在有效的檢測距離內，發光二極管發出白光，照射在檢測面上，檢測面反射部分光線，光敏電阻檢測此光線的強度并將其轉換為機器人可以識別的信號。

本設計是通過陽光的強度的不同，對光敏電阻的影響不同，進而實現光敏電阻和二極管的分壓不同，則二極管的亮度不同，同時用AD來采集光敏電阻兩端的電壓，達到準確檢測的目的。

3.3 密碼鎖

該套防盜方式設計比較簡單，通過單片機預先設定密碼，通過與輸入密碼的比對，來確定門能否打開，基本上沒有成本，絕大部分使用軟件實現，結合一個矩陣鍵盤就可完成。

3.4 家電防盜

采用壓力傳感器來進行家電防盜，正常情況下家電重量一定，傳感器測量的數值也是幾乎不變的，一旦家電被移動或者搬起，壓力傳感器的數值就會發生變化

3.5 LCD顯示

LCD12864是一種常用的圖形液晶顯示模塊，顧名思義，就是可以在水平方向顯示128個點，在豎直方向顯示64個點。通過對控制芯片寫入數據，可以控制點的亮滅，從而顯示字符、數字、漢字或者自定義的圖形。

為了節省引腳以及保證電路的簡潔性，采用12864串行接法。

4 功能測試

4.1 燈光控制

光線強度不同時，AD采集回來的電壓值也有所不同，通過電壓的分壓可以知道燈光的亮度有所變化。

4.2 密碼鎖

通過密碼鎖輸入密碼，準確無誤后，門開，密碼三次不正確蜂鳴器發出警報。

4.3 家電防盜

家電被搬離時，壓力傳感器數值變化很大，超出設定的閾值，蜂鳴器發出警報。

4.4 遠程監控

不在家時，通過手機或者電腦上特定的軟件，可以看到家中的情況，實現遠程的監控，及時發現家里的狀況。

5 結論

智能家居的出現改變了人們的生活方式，使得人們的生活更加便利，也標志著科技的進步，在未來智能家居會起到越來越重要的作用，智能家居控制系統會更加完善，更好地造福人類。

[1]孫同景.Freescale 9S12十六位單片機原理及嵌入式開發技術.機械工業大學出版社.2010

[2]張燕.我國智能家居的現狀和發展方向[J].山西電子技術.2016(04)

[3]智能家居創造智慧生活[J].智能建筑.2015(01)