智能家居控制系统设计方案

　　21世纪是信息化的世纪，各种通信和互联网等技术推动了人类文明的巨大进步。智能家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下手机按键或鼠标。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下，家内家外（在家内通过无线局域网，在家外通过电信或互联网）都能对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便的控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。

　　1 智能家居系统控制的工作原理

　　本系统是基于红外和GSM 网络的用于智能家居环境中的一种远程自动控制系统。其工作原理为：用户通过自身的手机发出命令短消息，在家值守的GSM模块接收到命令后发送给主机（单片机），主机通过对命令的处理，把命令通过红外传输到相应的分机（单片机）上，分机对命令处理后，启动相应设备，完成用户给出的命令并向主机回复应答，主机收到应答后，通过GSM 模块发出回复短消息，报告用户完成命令。若在规定的时间内（这里定时60s）主机没有接收到分机的回复信息，即把该操作认为无效，回复操作无效短消息给用户手机，要求用户重新发出命令。若收到的短信息有误，主机便立刻回复用户该操作无效，请求重新发出命令。系统构成如图1所示。 

　　图1 系统构成图

　　2 硬件设计

　　2.1 MCU与GSM 通信模块

　　本单片机通过RS232串行通信接口与GSM 模块通信，提取GSM 设备的短信，发送相关的信息，并通过串行通信接口与红外模块相连，利用红外模块，达到主、分机之间的通信，因此，选用AT89S52芯片。控制上需要用到两个串行接口，但89S52只有一个串口，故还需要在程序中进行模拟串行接口通信。其最简外部接线电路如图2所示。 

　　图2 AT89S52外部接线

　　89S52与TC35之间通过异步串行接口进行通信，通信速率为9 600b/s,具有1位起始位、8位数据位、1位停止位，无奇偶校验。

　　单片机启动后，便发出AT+CMGD一2指令，清除第二存储空间的数据，然后不断地发出指令读取第二存储空间。若有数据，即表示接收到数据，并开始对数据进行处理，处理完毕后再把该空间数据删除。当单片机向手机发出短消息时，单片机会向GSM 模块发出AT、AT+CMGF=0、AT+CMGS=X一系列的指令，当接收到回复信息后，最后发出短消息的内容。 

　　2.2 红外无线通信模块

　　红外发送器电路如图3所示包括38kHz晶体振荡器、反相器、与非门、驱动门Q1和红外发射管D1等部分。其中38kHz晶体振荡器、电阻R3和反相器组成脉冲振荡器，用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号，红外发射管D1选用Vishay公司生产的TSAL6238,用来向外发射950nm 的红外光束。 

　　图3 红外发射器电路图。

　　红外接收器电路如图4所示，当接收器收到数位"O"时，Q2管导通，使得RXD接收到低电平，收到数位"1"时，Q2管截至，RXD接收到高电平。 

　　图4 红外接收器电路图