基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案.docx

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1、基于物联网技术的智能家居限制系统设计方案随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必定趋势而深化千家万户。家庭智能化即智能化家居(SmartHome),亦称数字家园(DigitalFamily)家庭自动化(HOmeAutomation)电子家庭(E-home)智能化住宅(IntelligentHome)网络家居(NetworkHome)、智能屋(WiSeHOUse,WH)、智能建筑(InteIIigentBuilding)等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将全部不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信

2、、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、消遣等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的平安、便利、舒适、节能、消遣、高效、环保的居住环境。其从限制层次来分，一般由中心限制中心、家居智能限制终端、小区智能限制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。1智能家居系统体系结构家居系统主要由智能灯光限制、智能家电限制、智能安防报警、智能消遣系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图1所示。图1智能家居系统结构框图2系统主要模块设计2.1 照明与设备限制智能家居限制系统的总体目标是通过采纳计算机、网络、自动限制和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明与

3、设备限制可以通过智能总线开关来限制。本系统主要采纳交互式通信限制方式，分为主从机两大模块，当主机触发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作限制主机模块实现交互式通信。系统主框图如图2所示，系统主从模块的程序流程图如图3所示。其中主机相当于网络的服务器，主要负责整个系统的协调工作。输入控制单片机DTMF模块图2灯光与家居设备限制框图对于灯光限制，可以形成不同的灯光情景模式，以营造舒适优雅的环境气氛。为了提高系统的可维护性与牢靠性，设计时应使系统具有智能状态回馈功能、故障自动报警功能

4、、软启动功能。系统能自动检查负载状态，检查坏灯、少灯，爱护装置状态等；也可以依据季节、天气、时间、人员活动探测等作出智能处理，达到节能目的。对于其他家电设备与窗帘限制，与照明限制类似，均可采纳手动和自动限制两种方式。2.2 智能安防与远程监控系统设计智能安防系统主要由各种报警传感器（人体红外、烟感、可燃气体等）与其检测、处理模块组成。入侵检测报警电路与其他火灾、燃煤气泄漏报警电路类似，其中入侵检测报警框图与电路如图4所示。图4入侵检测报警框图与电路图4中，DTMF(双音多频)收发电路如图5(a)所示，其核心芯片为MT8880,可接收和发送DTMF全部16个信号，具有接收呼叫音和带通滤波功能，能

5、和微处理器干脆对接。其自动摘挂机可以通过单片机I/O口限制一个继电器的开关，继电器的限制端连接一个电阻接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机。GPRS通信模块TC35模块主要通过串口与单片机连接，实现单片机对TC35模块的限制，从而实现远程限制功能。电路如图5(b)所JJHUlk047kMT8880520PIPIPIPI1CJ k4709上Clk22T三mi6TTSinjrstTT2H-iT-78120F-2?BTBBGNDGNDVBATRFGNDVBTRFGNDVBATRFGNDGNDLEDAIOIOPOW4PWONTXD2RXD21012DCDBUGNDGNDSlMCLKTXDSIMJORXD

6、SIMRSTRTSNCCTSMICB1ASDSRMICIP108MICIN1013AUXIIOIIGNDGNDEARP106EARNIORllALXOPVRSIM2 I O 9 X 7 6a 433 3 3 2 2 2-2F-K二，二(b)GPRS模块TC35按【】电路图VRSiMIsimioIOkQX)-3.3QIAVDDIY6A26Y2Y5A3ASY3Y4AGND4Y14V3.313司IO2.3 远程医疗系统设计智能家居系统中，远程医疗应用应当说还没有引起广泛关注，但事实上它又是今后智能家居发展的一个方向之一。本系统提出的基于GPRS的远程医疗监控系统由中心限制器、GPRS通信模块、GPR

7、S网络、Internet公共网络、数据服务器、医院局域网等组成。其框图如图6所示。图6远程医疗监护系统框图系统工作时，患者可随身携带的远程医疗智能终端首先实现对患者心电、血压、体温进行监测，当发觉可疑病情时，通信模块对采集到人体现场参数进行加密、压缩处理后，以数据流形式通过串行方式（RS232）连接到GPRS通信模块上，并与中国移动基站进行通信，基站SGSN再与网关支持节点GGSN进行通信，GGSN对分组资料进行相应的处理并把资料发送到Internet上，并且去找寻在Internet上的一个指定IP地址的监护中心，并接入后台数据库系统。这样，信息就起先在移动病人单元和远程移动监护医院工作站之间

8、不断进行沟通，全部的诊断数据和病人报告电子表格都会被传送到远程移动监护信息系统存档，远程移动监护信息系统存储数据以供将来探讨、评估、资源规划所用。该GPRS远程医疗智能终端的硬件框图如图7所示。系统监护中心由监控平台和信息管理系统、电子地图、电子病历等组成，系统软件的框图如图8所示，其中电子病历系统中的病人具体病历界面如图9所示。生理数据检测模块信号处理电路电源人机接口模块USB接口模块图7远程医疗智能终端的硬件框图图8监护中心系统框图a*BA174M01GMX、只公TIWTMWXMgJ-WIB08XlO14RB9ARuoemmiowAM9Hnr11tmewQffdeomcn图9病人具体病历界

9、面3系统部分软件设计3.1电话报警部分程序电话报警部分程序如下:MT8880写状态函数RS=1,RW=0,写状态寄存器voidwrite-stalus(uclarvalue)IMT_RS=1；MT_RW=0;MT_CK=O;写 8880CRA 和 CK BPl=value：MICK=I;HelayNOP();MT-CK=O;MT888()发码程序voidMTJKAN()IMT.CS=0：delayNOP();write-stats(OXId);writewstatus(Ox10);8880模式2为TONE,MT.RS=0：MT_RW=0：MT.CK=O;IiJ=dis，Uf1i&OxOf;写8

10、880CRACRA=1IOI写8880CRBCRB=O(X)OF,IKQ,BURST写发送寄存器取的!避?Pl=OxOf:MT.CK=1;(HayN0P():MT_CK二0;delay(3000);Mlcs=I;发送号码调整拨号速率0e三CWWkLcm.C3.2防盗报警与远程限制软件系统开机初始化，首先进入开机界面，然后进行参数设置。若干脆选择确定则默认原设置，也可对默认设置进行重设。设置完成后，各传感器起先采集、处理参数，在液晶上显示各参数并通过GPRS将数据发送至用户手机，流程图如图10所示，数据短信收发流程如图11所示。图10远程限制流程图图11数据采集流程图部分程序代码如下:/功能:通

11、过串口向GPRS写入数据/voidGPKS_Write(unsignedint*WritjAdress,UnSignedintLrngth)IInSignedinti:for(i=O:iLength;i+)(Whik(*1UAKT_Comman12)&CUART.TX-EN)=0);PUARTJ)ata=WritjAdreSSi;*P_Watch(iog_Clear=OxO(X)1：4结语本智能家居系统供应广泛的信息交互功能，优化居住环境，帮助人们有效地利用空间、节约各种能源，实现了对家电、防盗报警、环境、设备等限制，实现了远程限制功能，与其他系统的一大区分是加入了远程医疗监护系统。由于物联网的互联体系标准尚未统一，各种子系统较多等缘由,系统的兼容性和稳定性须要进一步提高和改进。