物聯網環境下的智能家居發射控制系統的設計

徐楊 銳濤 成正濤

摘?要：隨著互聯網技術、通訊技術、計算機技術的迅速發展，越來越多的人可以享受到這些高新技術帶來的便利。人們對生活環境舒適度、安全感、便利性等各個方面的要求越來越高，因此智能家居就應運而生。本文主要從物聯網的環境下來考慮智能家居的發射控制系統設計。

關鍵詞：物聯網;智能家居;發射控制;設計

隨著各種科技產品在日常生活中的使用，物聯網的生態圈慢慢建立，智能家居的生態鏈也越來越成熟。當前環境下，很多智能家居都把信息技術集于一體，能夠實現遠程控制、遠程維護和防盜等各種功能。以下我們主要從軟件和硬件兩個方面來說明物聯網環境下的智能家居發射控制系統的設計。

1 物聯網和智能家居簡介

物聯網是基于互聯網的一種新型信息載體模式，他能夠把一些生活中常見的物品和互聯網相聯系起來，實現事物和網絡之間的鏈接。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。智能家居是利用先進的計算機技術，運用智能硬件（氦氪wifi、Zigbee、藍牙、NB-iot等），物聯網技術，通訊技術，將與家具生活的各種子系統有機的結合起來，通過統籌管理，讓家居生活更加的方便快捷和安全。智能家居隨著科技的進步越來越多的進入到人們的生活中，在生活的方方面面都有著重要的影響，給人們的生活帶來了各種便利。

2 系統設計方案

2.1 硬件設計方案

在硬件設計中，最重要的是中央處理器的選擇。中央處理器是信息接收和發送的主要部分，采用的是AMR處理器，顯示屏和電源燈外圍電路。主控芯片采用的是CC2430芯片，能夠很好地滿足基本需求，并且具有成本低廉、功耗低的優點。它結合一個高性能2.4GHZ的DSSS射頻收發核心和一塊工業級小巧高效率的8051控制器。

硬件系統包括兩部分，一是電腦控制系統，另一個是發射系統。電腦控制系統的主要功能是通過對控制終端進行分類編碼，并且對其進行管理，根據輸入的某一個命令來完成控制。發射系統的主要功能完成電腦和系統中央處理單元的正常通信，并且按照不同的命令選擇合適的編碼規則，并且確保能夠順利的發出去，確保接收端能夠接受到信息。硬件選擇中需要從自己的實際情況出發，選擇能夠滿足自己的基本需求的硬件。

2.2 USB轉串口設計

轉串口設計主要是控制系統與單片機系統之間的通信，設計電路采用經典電路設計方式，原件的選擇根據實際情況來選擇。

2.3 信號發射模塊設計

信號發射主要是負責從單片機主控模塊傳輸出來的編譯碼一次的發射出去，此電路的設計還是常見的315無線發電路圖，它是由聲表諧振器和高頻三極管組成的三點式振動電路。

3 系統的軟件設計方案

軟件的設計也是分為兩部分，一部分是計算機的控制界面的設計，另一部分是單片機控制模塊程序，每一個工作流程分別開來設計。

3.1 編碼規則設計

手動確認無線遙控器中使用的是PT2262芯片，根據其編碼規則：同步碼+八位地址碼+思維數據碼。每一個碼都有高電平、低電平、高阻三種狀態。

系統的軟件編程語言采用的是JAVA語言，在編程之前需要進行系統的初始化設置，同時他端口的配置都要進行。配置的中央處理器為核心CC2430芯片、顯示器可以自由選擇、電源插口和其他的一些外圍設備。還有就是語言環境的建立和GPRS模塊的安裝。通過以上步驟基本可以建立一個JAVA編程語言環境，實現基本的程序運行。

3.2 服務器終端軟件設計

軟件開發之后，有線網絡把信號輸入端的運行信號傳到小區的監控系統中，并且把文件保存在一些指定的文檔中。服務器端接受的數據大多是屬于傳感器或者視頻數據，在信息接收的同時加以處理，通過信息的表頭來實現區分和整合。這種情況下很容易出現信息飽和的狀態。因此在保存過程中需要注意的是信息較大很容易導致保存失敗或者很容易導致信息遺失，在整個工作過程中需要保證網絡地良好，最大限度的提供一個良好的網絡環境，保證信息傳輸正常。這種情況下丟失的數據是不可找回的。因此，在視頻數據接受過程中需要把每個數據分成多分，再把每一個數據模塊進行通信連接，這樣最大可能的保證信息的完整性。在最后的時候再把信息進行整合，實現信息的傳遞。

4 系統功能設計

家居安全模塊主要包括以下幾個方面：家用天然氣的泄露檢測模塊，、延誤檢測裝置、溢水檢測、陌生人進入檢測等。在傳感器和中央處理器、GPRS等通訊技術的共同協調下，實現報警功能，通過在手機或者其他的終端上面顯示，提前預警。

比如在天然氣的泄露問題中，通過在房間放置一個一氧化碳和甲烷檢測器，當檢測到一定的濃度的時候就能夠通過無線通訊模塊發送信息給GPRS模塊，終端能夠及時的得到基本信息，及時的進行補救，為家居安全提供了一個良好的保證。

5 結語

通過簡單的設計，能夠實現基本的報警功能。通過手機端和電腦端的鏈接能夠實現物聯網，其具有結構簡單，體積輕巧，并且能夠通過電腦實現控制等優點。同時能夠給主人提供一個良好的控制窗口實現遠程控制，具有廣闊的運用前景。物聯網環境下的智能家居發射系統控制能夠很好地實現無線遙控、手機遠程、嵌入式系統及PC遠程系統在分級獨立控制上利用高低端控制器實現的目的，便于實際應用，滿足了各類客戶需求。

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