智能家居控制系统研究

【摘 要】科学技术的不断革新，如今已经进入到信息化时代，电信和互联网技术在不断的成熟；通过设计数字化家居控制系统，人们借助于手机或互联网可以随意远程控制家中的各种电器，极大的方便了人们的日常生活。本文简要分析了智能家居控制系统，希望可以提供一些有价值的参考意见。

【关键词】智能家居控制系统；远程控制；家庭自动化

设计出来的智能家居系统，包括诸多的功能，如多途径报警、远程监听、数字留言等，如果有某种险情出现，可以及时了解，以便采取相应的处理措施。社会的进步，非常重要一项标志就是家居生活更加的舒适和时尚，通过应用智能家居系统，不需要对加重任何家电进行改变，就可以非常方便的控制家里的电器、灯光、电源和家庭环境等，提升了人们的生活质量。

1 系统的总体结构和工作过程

智能家居系统包括诸多的组成部分，如系统主机、系统分机、因特网服务器、网络接口等，借助于服务器，系统主机就可以与因特网连接，并且通过共用电话交换网的接口电路，来与PSTN连接；通过无线传输，主机与分机有星形拓扑结构形成，系统主机与系统分机进行的各项通讯和传输，由本地无线传输网来实现。

系统正常运行状态下，用户的访问可以通过两种网络来实现，分别是因特网和PSTN，如果通过因特网来访问，系统可以将一个终端软件提供出来，它具有友好的界面，用户登录服务器，就可以远程控制家中的各项设备；如果访问是通过PSTN实现的，本系统就会将语音操作界面提供给用户。

2 系统的硬件构成

系统硬件通常可以划分为两大组成部分，分别是系统主机和系统分机，系统主机包括各种接口电路和单片机，系统分机则除了接口电路以及单片机等，还包括其他的组成部分，如传感器单元电路、固态继电器控制电路等，设备由固态继电器来控制。主机CPU借助于系统主机的各种接口电路，就可以有效的控制和传递信息。结合各个功能电路的输出结果，系统主机的逻辑判断功能就可以实现，并且有效输出控制命令，系统分机有着和主机类似的接口电路，但是也有一些细微的差异。下面对系统主机的各种接口电路进行了详细的阐述：

一是无线数据传输电路：具体来讲，单片无线数据收发芯片和外围电路构成了无线数据传输电路，本电路将调制解调技术给应用了过来，有着较高的工作效率，可以达到每秒20kbit，并且可以结合具体情况，对两个频率通道进行选择，低功耗和待机模式也是其支持的，它不需要曼彻斯特编码数据，用差分天线来设计天线接口，那么在实现方面就可以借助于PCB来完成。

二是看门狗电路：看门狗电路包括两个组成部分，分别是外围原件和MAX813L，通常情况下，会有各种干扰源出现于单片机的工作现场，这些干扰源的存在，可能会对系统的正常运行产生直接影响，出现程序跑飞、死机等问题，如果恢复不够及时，会有严重的损失出现。而看门狗电路的存在，则是出现这些特殊情况时，如死机、程序跑飞等，可以促使系统复位很快的实现，系统能够正常稳定的运行。因此，在程序中，就需要将看门狗信号定期的送入进来，这样有异常运行情况出现时，就可以有效复位单片机。

三是DS1307时钟接口电路：本时钟芯片是某美国公司生产的实时时钟芯片，它的工作独立于CPU，晶振以及电容不会对其产生影响，并且能够准确的计时，每个月的误差通常都在10秒以内。掉电时钟保护功能也是本芯片所具备的，可以向后备电源自动切换。同时，闰年自动调整功能也是其所具备的，产生的数据包括秒、分、时、日等，并且在具有掉电保护功能的时间寄存器内保存，这样结合需求，CPU就可以进行读出写入操作。因为总线接口是单片机不具备的，因此要想对DS1307进行驱动，就需要将单片机方式下的总线虚拟技术给应用过来。在这种方式下，主节点采用的是单片机，主器件对总线永远占有，总线竞争就不会出现，并且总线接口可以用两根I/O线来虚拟。总线的主器件可以将时钟脉冲产生于时钟线上，在数据线上有各项条件产生，如寻址信号、开始条件、停止条件等，并且对数据传输的器件进行构建。器件如果被选中，就作为主器件的从器件存在。在传输同步串行数据时，总线就是IC2总线，双向传输电路位于内部，需要将拉电阻加入过来。

四是双音频编解码电路：单片机要想对PSTN网络的双音频信号解码输出进行获取，需要通过MT8880C芯片来实现，换句话来讲，单片机可以对PSTN网络的控制信号进行识别，用户结合系统的语音提示，选择相应的按键，就可以识别用户的身份，并且进行远程控制；因此，将MT8880C的双音频编码功能给利用起来，在一些紧急时刻下，系统就可以向PSTN网络转播用户预置的紧急电话，以便最大限度的降低损失。

五是铃流检测电路：系统如果被呼叫，就会有铃流信号从电话交换机中发出，振铃为正弦波，失真在百分之十以内；因为振铃信号有着较高的电压，因此就需要降压，利用高压稳压二极管来完成，然后向至光耦中输入，光耦对其进行隔离转换，将时通时断的正弦波给输出来，最后经过RC回路，将标准的方波给输出来。

3 系统软件编制

一是系统主机程序的编制：系统的总体功能由系统主机程序来实现，包括诸多的内容，如无线数据传输程序、看门狗程序等。消息驱动是程序编制的主导思想。计数器中断和串行中断產生消息，在中断服务程序中，需要置位相应的状态位，在消息循环中，则需要结合状态位对功能函数进行调用，然后功能函数清零相应的状态位，这样所需功能就可以得到完成，并且向消息循环中返回。

二是系统和因特网网络通讯程序的编制：这个通讯程序包括两个程序，分别是服务器和客户端，用户的控制功能由因特网网络来完成。服务器程序的主要功能是中转客户端与系统主机通讯，也就是用系统主机能够识别的格式来翻译客户端发来的控制或者查询命令，或者是向客户端上传系统主机收到的各种信息，服务器程序和客户端之间的通讯则是通过Socket来实现。客户端程序在远端用户的控制界面运行，主要是显示家居内状态，并且还可以远程控制家居内电器，同时，直接连接服务器和客户端。

4 结语

综上所述，在科学技术飞速发展的今天，智能家居控制系统应运而生，智能家居控制系统的出现，将现有的网络资源给充分利用了起来，用户在随时随地都可以远程控制家中各项电器；本文所设计的系统，试运行于实际电话网络和因特网络中，实践表明，系统和设计初期的各项要求所符合，方便了人们的日常生活，提高了人们的生活质量；在未来一段时期内，将会更加广泛的应用到信息家电和智能小区中。

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[责任编辑：薛俊歌]

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