智能家居系统分析

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1、家庭智能控制系统是以HFC，以太网，现场总线，公共电话网，无线网的传输网络为物理平台，计算机网络技术为平台，现场总线为应用操作平台，构成一个完整的集家庭通信，家庭设备自动控制，家庭安全防范等功能为一体的控制系统。家庭智能控制系统的总体目标是通过采用计算机技术，网络技术，控制技术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，以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。系统通常由系统服务器，家庭控制器（各种模块），各种路由器，电缆调制器头端设备CMTS，交换机，通信器，控制器，无线收发器，各种探测器，各种传感器，各种执行机构，打印机等主要部分组成。家

2、庭智能网络控制系统类型1，采用公共电话网的家庭智能网络控制系统。基本特点是家庭智能控制器内配置了与电话线连接的收发器，利用电话网络作为信息传输网。基于公话网的智能家居系统可以设置以下功能：1)窗帘的智能化控制，包括遥控器控制，定时开合控制，光控、雨控等人性化的自动控制等。2)家居的安全监控与报警，主要包括燃气(煤气、天然气、液化器)泄漏监控，窗幕探测器监控，门磁偶合监控。3)家用电器的远程控制。在远端拨入住宅电话号码，延时若干秒后系统自动接通，用户首先输入密码，然后再输入操作指令，即可对家用电器设备进行远程控制。操作过程中将给出必要的语音提示。2系统的总体方案根据系统的功

3、能设置，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术的特点与要求，可将整个系统划分为环境与安防检测、控制，以及设备驱动等三大部分。环境与安防检测部分由光照、雨水、燃气检测器及窗幕、门磁探测器等传感检测器组成。控制部分主要由主控模块(也称主控板)和安防报警与家电控制模块(也称报警与控制板)构成，其中主控板负责智能窗帘的控制和安防报警信号的采集。报警与控制板完成自动电话拨号、报警、提示语音的录放，以及电话号码和家电控制操作码(密码与指令码)的存储、查询与修改。系统结构如图1所示。图1系统的整体结构2系统硬件设计本系统力求使用性价比高的电路芯片实现各项功能，经过技术分析，主控板和报警

4、与控制板均以MCU(微控制器)为核心，采用Atmel公司的AT89S52单片机。这种单片机是一种低功耗、高性能的8位微控制器，内嵌8K可编程Flash存储器，属于MCS单片机产品系列，已为众多嵌入式系统所选用。窗帘遥控器的MCU则采用该系列中贴片式MCS89C2051单片机，以满足体积与功耗的要求。2.1主控模块主控模块主要包括MCU及外围电路、窗帘电机控制电路、窗幕探测(红外感应)处理和燃气检测处理等单元电路，以及MCU与光照、雨水、门磁等传感器、报警与控制板的接口，如图2所示。图2主控模块的电路结构1)MCU及外围电路。主要包括MCU(89S52)、时钟电路、ISP在

5、线编程电路(COM)及遥控器信号接收单元(IR),电路如图3所示。连接器J4用于接收由环境监测和安防传感器及处理电路发送的状态信息，J5主要用于向报警与控制板发送各类报警请求。图3MCU及外围电路2)电机控制电路。为了实现窗帘的电动控制，选用可正反双向转动的低速交流同步电机，由市电220V供电。电机转动最大行程的机械控制装置与电机一起封装在窗帘电机盒内，安装时可根据窗帘的尺寸来设置。窗帘电机的控制电路如图4所示。图4窗帘电机控制电路ACL和ACN分别为AC220V交流电的火线、零线，由MCU的P13和P14端口对继电器J5和J6进行控制，"1"电平为动作，"0"电平为释放

6、。J5动作、J6释放则电机正转;J6动作、J5释放则电机反转;J5和J6都不动作，则电机不转。2安防报警与远程控制模块该模块主要包含MCU及外围电路、与公话网相连的接口电路、电话振铃的检测电路、信号音的检测电路、电话号码和远程控制操作码的收发电路、报警和提示语音的录放电路、LCD显示电路和键盘电路(16键)等，如图5所示。1)MCU及外围电路。主要包括MCU、时钟电路和串行FLASH存储器。该存储器用来预存报警时自动拨打的电话号码(如主人手机、办公室座机、110等)和家电远程控制的操作码，选用容量为256字节的AT24C02,采用I2C总线结构与MCU的端口进行连接。2)

7、电话接口及振铃检测电路。主要包括电话的摘机电路，音频偶合变压器(用于信号音、报警及提示语音、DTMF信号与电话外线的偶合),以及振铃检测电路，如图6所示。图6中SIGN为音频偶合变压器与信号音检测电路的接口，TONE为双音多频(DTMF)号码收发电路的接口，SP+与SP–为语音播放电路的接口。摘机电路：由MCU控制继电器JP1来实现。当MCU的P36端口送出高电平时，三极管Q1导通，继电器JP1动作，JP1的接点7和8与电话外线相连，并通过R2等元件构成摘机回路;当P36端口送出低电平时，则摘机回路断开，回到挂机状态。铃流检测