软件开发●Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 基于远程无线通信的智能家居控制系统的设计与实现 文／宁仁霞杨寒 列单片机具有非常强大的 设计了一种通过无线通信系 统实现家用电器的远程控制系统， 实现家居环境的控制与检测。本 设计采用了ＡＲＭ单片机作为系统 的控制核心，利用移动通信网络 数据处理能力、该单片机 拥有众多的引脚，并且很 多引脚都具有复用引脚， 可以通过配置寄存器来实 现相应的功能，大致可以 分为通用Ｉｏ口（ＧＰＩＯ） 实现温度、有毒气体、湿度报警 与监控功能，同时可实现家庭晾 衣架自动伸缩及家用电器自动启 模块、定时器模块、异步 串行通信模块、模拟量（Ａ） 和数字量（Ｄ）相互转换模 块、ＳＰＩ模块、Ｉ２Ｃ模块、 ＣＡＮ等模块。图２为Ｋ６０ 单片机及外围接口电路。 闭等控制功能。 【关键词】无线通信智能家居ＡＲＭ单片机 图１：智能家居控制系统原理框图 随着科技的发展以及社会的进步，越来越 多的人更加注重居住环境的舒适与安全。与此 同时，家居环境也存在诸多安全隐患，智能家 居监控的实现方式有多种，目前己有的智能家 居监控系统多数依附互联网来实现在线监控， 显屏观察到被控设备状态。 ２．２通信模块 ＧＳＭ模块是集射频信号和基带信号于… 体的通信传输模块，特别适合远距离数据传 输、该模块符合标准通信传输协议、通过ＡＴ 指令可以实现短信传输、拨打电话等服务。 ２系统电路设计与实现 本系统主要由ＳＴＣ８９Ｃ５２、飞思卡尔系列 单片机Ｋ６０、ＧＳＭ通信模块、传感检测模块 机电机控制模块等部分组成。 ２．１控制部分 本设计中采用双ＣＰＵ的设计方案，分别 在时间和空间上收到限制。另一方面，在功能 上无法兼顾多环境检测与控制。 本文设计的系统通过移动通信网络，利 用手机进行监控及控制，实现了便携性的同时。 对温湿度、有害气体（如液化气泄漏）等实时 本系统采用ＴＣ３５模块来实现收发短信，以此 来实现终端的控制，达到智能控制的目的本系 统中ＴＣ３５模块通过串口与单片机连接，其接 口电路如图２所示。ＴＣ３５模块的ＴＸＤ、ＲＸＤ 通过ＲＳ２３与ｓＴＣ８９ｃ５２Ｒｃ单片机的ＲＸＤ、 ＴＸＤ连接，以此来实现通过单片机来控制短 用飞思卡尔公司的ｋｉｎｅｔｉｓ系列单片机Ｋ６０和 ＳＴＣ８９Ｃ５Ｃ单片机。Ｋ６０单片机主要用来采集 传感器数据和控制舵机。ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机主 要是用来控制ＧＳＭ发送短信息以及驱动步进 电机 ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ是一款高性能、低损耗的８ 监控，当环境变化时，可通过手机短消息实现 对家庭晾衣架、家用电器等设备的控制，同时 可实现防盗报警功能。本系统具有电路简单、 成本低，可操作性性强，有较好的市场应用前 景。 息收发来达到远程控制和报警的目的。 ＧＳＭ模块与单片机连接，进行串口通 信，ＧＳＭ模块的ＴＸＤ、ＲＸＤ分别与单片机的 ＲＸＤ、ＴＸＤ相连，并且经过电平转换，电平 １系统方案设计 位可编程微控制器，５１２字节的ＲＡＭ、８Ｋ字 转换有ＭＡｘ２３２进行。在ＧｓＭ模块与单片机 节ＦＬＡＳＨ、３２位双向１０口、全双工串行口、 现运算和控制，单片机应用系统主要由硬件和 软件组成。硬件包括存储器、输入一输出设备 及接口、各种实现单片机系统控制要求的接口 电路和有关的外围电路芯片或部件组成：软件 连接时要等待一段时间，ＧＳＭ模块注册完成 ６位定时器／计数器，基友ＥＥＰＲ０Ｍ及 后，单片机才能通过程序来控制ＧＳＭ模块发 本系统采用ＡＲＭ单片机作为主控单元实 ３个ｌ看门狗功能。同时，具有在线编程的功能，可 送短信，在通信时要注意波特率要一致，否者 是让使用者方便调试程序的可行性。ＩＳＰ（在 通信不正常，ＧＳＭ模块不能正常发送短信。 系统可编程）／ＩＡＰ（在应用可编程），无需 专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口 （ＲｘＤ／Ｐ３．０，ＴｘＤ／Ｐ３．１）直接下载用户程序， 数秒即可完成一片。在正常使用是Ｐ０口需要 ２．３执行部分 由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种 工作程序和管理程序组成。 检测部分主要由ＭＱ一２烟雾传感器、 ＭＱ．７一氧化碳传感器、火焰传感器、雨滴 ０口。 本设计利用多种传感器实现温度、湿度、 接上拉电阻，这时候Ｐ０口为准双向１传感器、温度湿度传感器、ＵＬＮ２００３步进电 火灾、煤气泄漏、红外等检测，并与预定阈值 ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ的Ｐ３口比较特殊，它既可以当 机驱动芯片、红外传感器、ＭＯＣ３０４ｌ光耦、 比较，当检测值超过阈值，通过单片机的控制 功能和移动通信模块的通信功能实现给目标手 做通用ＩＯ口来使用也可以采用其第二功能来 ＢＴＡ１６可控硅等组成。 使用。 机提供信息报警功能。同时还可通过手机实现 Ｋ６０单片机是一款高速、高性能、低损 ２．４电源系统 对家用电器等家用设备的智能控制，如发生意 耗的微控制器，该单片机是飞思卡尔公司推出 ｎｅｔｉｓ系列微处理器的一种，该系列微处理 外时，用户可通过手机发送指令，控制系统及 Ｋｉ时切断电源，在天气变化时及时控制晾衣架的 器是以ＡＲＭＣＯＲＴＥＸＭ４为核心的３２位微处 理器。Ｋｉｎｅｔｉｓ系列微处理器基于飞思卡尔公 司先进的闪存技术（ＴＦＳ）和先进的Ｆｌｅｘ存储 本设计采用ＬＭ２９４０来做５Ｖ稳压，由ｆ Ｋ６０单片机供电电源为３．３Ｖ，所以系统设计 中还要有３．３Ｖ电源，设计中采用了ＡＭＳ１ｌ】７ 稳压芯片，电路见图３所示。 启闭等。通过编码的方法来合理的设计指令， 形成一个合理、协调的控制系统。系统整体框 图见图ｌ所示。同时在控制终端可以通过液晶 功能，可以达到超过１０００万次的擦写，该系 ３软件设计 ｉ墓 葡 ■ 孚至韧 厂 丽 丽 了７ 一－ 矸ｊ贡Ｉ目（２０１Ｏｘｋｊ ００６），安徽省专业结构调整服务地方 发展计划项目（２０１ ３ｚｙｔｚ０６４）资助。 ６８・电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ