關鍵詞：紅外人體感應；單片機；GSM；智能家居
中圖分類號：TP271+.4文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012) 02-0473-03
Smart Home Based on SCM Remote Control System Design and Implementation
XU Wen-bin, SUN Guang-da, HUANG Jian, HE Xian-yang, YAN Xi
(GuangZhou College of South China University of Technology, Guangzhou 510800, China）
Abstract: Home remote control system was implemented in this paper, can be achieved the widows opening and shutting by send? ing messages , water heaters warming up, rice cooker cooking; besides controlling the public light through the Infrared body sensor.
Key words: Infrared body sensor; SCM; GSM; smart home
智能家居是通過綜合采用先進的計算機、通信和控制技術（3C），建立一個由網(wǎng)絡服務系統(tǒng)和家庭自動化系統(tǒng)組成的家庭綜合服務與管理集成系統(tǒng)，從而實現(xiàn)全面的安便利的通訊網(wǎng)絡以及舒適的居住環(huán)境的家庭住宅。為了實現(xiàn)智能家居，提高生活質量，在工作回家時也可以預先預熱熱水器、煮飯，特殊天氣情況下，在外也可以遠程控制窗戶的開關。人離燈亮的這個問題一直困擾著很多人，就如公共樓梯的路燈，如果沒人的時候，路燈可以熄滅，節(jié)省電力，當有路人經(jīng)過時，路燈自動點亮，人走了，路燈再熄滅，這樣就能夠很好的節(jié)省了電力資源，而且不影響正常的使用。
1總體設計
本文設計的系統(tǒng)總體功能如圖1所示。該智能家居是通過終端控制器發(fā)出控制指令，經(jīng)過無線信號傳輸?shù)街鳈C，處理后再由不同指令控制家居中不同的設備。本設計系統(tǒng)的工作流程為：通過發(fā)送短信到GSM模塊上，GSM模塊輸出信號到單片機，利用單片機控制熱水器的預熱功能，另外，給普通的電飯鍋安裝上預約的功能，通過單片機接收到GSM模塊輸出的信號，實現(xiàn)預先煮飯的功能；在落地窗戶的兩邊安裝一個電機，通過滑輪與落地窗的底滑輪連接，通過單片機接收GSM模塊輸出的信號，在窗戶的兩端安裝行程開關，實現(xiàn)開關窗戶的功能。
圖1系統(tǒng)總體結構圖
2系統(tǒng)硬件設計
2.1硬件總體設計
本論文設計中，采用到STC12C5A60S2單片機、TC35iGSM模塊、直流電機、繼電器、人體感應模塊HC-SR501等硬件來實現(xiàn)功能。系統(tǒng)硬件連接原理圖如圖2所示。
系統(tǒng)總體功能如下：
①在電飯鍋電路板連接上繼電器，繼電器連接到電飯鍋的開關上，單片機控制繼電器開關。
�、诎阎绷麟姍C與落地窗的滑輪連接，利用電機的正反轉控制窗戶的開與關。
�、勐窡舻拈_關與獨立的繼電器相連，單片機控制繼電器開關。
�、軣崴鞯拈_關與獨立的繼電器相連，單片機控制繼電器開關。
2.2單片機控制系統(tǒng)設計
本項目采用51的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾
的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉換(250K/S),針對電機控制，強干擾場合。如圖3所示是單片機最小系統(tǒng)。
2.3人體感應系統(tǒng)設計
人體的溫度與環(huán)境溫度不同，一般要高于環(huán)境溫度，而溫度不同發(fā)出的紅外線也不同，開關內部有熱釋電傳感器，它能準確檢測到人體所發(fā)出的特定波長的紅外線，經(jīng)電路放大過濾處理后就可以用于控制開關。
2.4 GSM TC35I模塊
TC35I通信模塊具備GSM無線通信的全部功能，并提供標準的UART串行接口，支持GSM07.05所定義的AT命令集的指令因此，MCU能夠非常方便地通過UART接口與GSM模塊連接，并直接使用AT命令就可以方便地實現(xiàn)短信息的收發(fā)、查詢和管理。單片機與GSM模塊的連接圖如圖4所示。
2.5電機控制
當窗戶上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時，撞桿轉向右邊，頂下推桿，使微動開關中的觸點迅速動作，開關馬上輸出信號到單片機上，命令電機停止轉動。當運動機械返回時,在復位彈簧的作用下,各部分動作部件復位，輸出信號到單片機上，命令電機工作。發(fā)送短信到GSM模塊上，通過識別短信的內容，輸出信號到單片機上，單片機分析后，控制電機工作正轉/反轉（開窗/關窗），當連接在窗上的行程開關觸碰到窗框，立即反饋信號到單片機，單片機控制電機停止工作。其原理圖如圖5所示：
圖2系統(tǒng)原理圖
圖3單片機最小系統(tǒng)
圖4單片機與GSM模塊的連接圖
圖5電機正反轉控制原理圖
3軟件設計方案
3.1 AT指令
用手機發(fā)送指定的短信息到GSM模塊上，實現(xiàn)遠程控制功能，以下是指定的AT指令。
發(fā)送指令步驟：
1）輸入AT+CMGF=1(設置短信文本)
返回OK后
2）輸入AT+CMGS=“13912340010”(設置對方號碼)
指令：
�、貯T+CMGC=“0x00”（開窗）
�、贏T+CMGC=“0x01”（關窗）
③AT+CMGC=“0x02”（煮飯）
�、蹵T+CMGC=“0x03”（熱水器預熱）
3.2串口通信
串口通信是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個地傳送，此時只需要一條數(shù)據(jù)線，外加一條公共信號地線和若干控制信號線。因為一次只能傳送一位，所以對于一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，至少要分8位才能傳送完畢。發(fā)送時，要把并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)發(fā)送到線路上去，接受時，要把穿行信號變成并行數(shù)據(jù)，這樣才能被計算機及其它設備處理。以下是部分通信程序：
void init_serialcom( void )
{SCON = 0x50 ;
TMOD |= 0x20 ;
PCON |= 0x80 ;
TH1 = 0xFD ;
IE |= 0x90 ;
TR1 = 1 ;
TI=1; }
void send_char_com( unsigned char ch)
{ SBUF=ch;
while (TI== 0);
TI= 0 ; }
3.3單片機程序設計
采用C語言，通過Keil軟件進行編程。C語言既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點，應用范圍廣泛，具備很強的數(shù)據(jù)處理能力。C語言對編寫需要硬件進行操作的場合，明顯優(yōu)于其它高級語言，有一些大型應用軟件也是用C語言編寫的與函數(shù)配合功能。部分函數(shù)如下：
TMOD=0X20; //設定T1定時器工作方式2
TH1=0Xfd；//T1定時器裝初值
TL1=0Xfd；//T1定時器裝初值
TR1=1；//啟動T1定時器
REN=1；//允許串口接收
SM0=0;//設定串口工作方式
EA=1;//開總中斷
ES=1;//開串口中斷
4結束語
通過本設計，能夠實現(xiàn)遠程控制家居的功能，有效地體現(xiàn)了智能家居的實用性與可靠性，為未來人們的家居生活質量提高了一個新的層次。通過實驗測試，本系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
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