基于gsm的智能家居控制系统设计

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1、基于GSM的智能家居控制系统设计【】介绍了一种基于GSMX络的智能家居控制系统的功能、工作原理及实现。采用PIC单片机为系统控制核心，对家居中可能出现的意外情况用各种传感器进行采集，利用GSM模块的短消息收发功能，实现远程安防监控和家电控制。　　【关键词】GSM；智能家居；单片机；远程控制；短消息　　　　0.引言　　随着生活水平的提高，人们对居住环境舒适与安全程度的要求越来越高，智能家居控制系统正日益成为家居产品中的一个热点。但传统的智能家居控制产品大部分是基于固定X或互联X的，这就要求用户家庭必须装接固定或者互联X，且线路易被破坏。而随着现代通信技术和控制

2、技术的飞速发展，以及的日益普及，基于GSMX络的低成本无线智能家居控制系统将给广大普通居民家庭生活方式带来变革。　　本文所介绍的基于GSM的智能家居控制系统采用GSM模块进行短消息收发，以单片机为控制核心，进行信息反馈和远程控制，可实现无线远程报警和控制等功能。　　1.系统结构及工作原理　　该智能家居控制系统结构如图1所示，主要由单片机、GSM短消息模块、无线接收模块、各类安防模块(如温度传感器、防盗传感器、烟雾传感器、煤气传感器等)、声光报警模块、电器开关控制模块等组成。其工作原理：系统正常工作时，首先由单片机采集各安防传感器模块数据，如有异常(如发生火灾

3、、煤气泄漏、被盗等)则在通过本地声光电报警模块发出声光报警信号的同时，通过GSM模块向用户发送相应的报警信息。用户收到报警信息，可通过回复相应的短消息，实现对家居设施的控制来进行一定的及时处理，如切断家里总电源。在没有异常情况时，用户可以通过发送短消息来查询和控制家中电器的状态，比如查询是否忘记关闭某个电源，或者回家前提前打开空调等。　　图1系统结构图　　2.系统硬件　　2.1单片机控制模块　　智能控制器是该家居控制系统的核心，这里选用MicroChip公司的PIC单片机16F628。该单片机CPU采用RISC结构，仅有35条单字节指令，采用Harvard双

4、总线结构，最高工作速度可达20MHz，内置高精度4MHz振荡器和3个定时器，宽工作电压范围(2.0V到5.5V)，低功耗(当频率为1MHz,电压为2.0V时，典型值为120uA)，具有较大的输入输出直接驱动能力(可直接驱动LED)，采用高耐用性内存(10万次写操作)/EEPROM(100万次写操作)，数据保持期为40年，价格低，小体积。特别适用于用量大，档次中低，价格敏感的产品。　　2.2GSM模块　　GSM模块是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块，具有发

5、送SMS短消息，语音通话，GPRS数据传输等基于GSMX络进行通信的所有基本功能。开发人员可使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能。　　GSM模块的厂家最早主要在国外，包括西门子、900/GSM1800双频段，可以通过SMS、CSD或是GPRS进行数据收发，以及处理语音通讯。Q2403A结构相当紧凑，经过封装后的体积只有58.3×32.2×3.9mm，可以方便地嵌入各种系统中进行开发。其它主要性能及参数如下：直接AT指令控制；输出功率(EGSM900时21800时1卡、RS232接口、语

6、音/MMCX天线接口。　　2.3无线接收模块　　本系统中用来接收无线安防传感器模块信号的无线接收模块选型为超外差无线接收模块J05U。它是一款特小体积，超低功耗，高灵敏度和稳定性的OOK/ASK超外差接收模块，工作在315.0MHz~433.92MHz频段，具有较宽的工作温度范围和较宽的电压范围(2.1-5.5V，推荐3V或者5V）。芯片指标符合欧洲或北美管理标准。可广泛应用于工业和民用测控领域。其它性能或参数：数据速率最高10字节/秒；接收灵敏度-112dBm(ASK2Kb/s)；数据接口为DATA串口数据；系统启动时间为5mS；天线形式为外接20Cm天线

7、；参考距离为300米(配10mOS场效应管输出高电压固态光电继电器KAQY212SE作为由GSM短消息控制的家用电器多路控制开关输出耦合接口器件，以实现系统输出与家用电器电源控制的物理隔绝，实现弱电信号对高电压、大电流及高功率的电气设备的控制。　　2.5系统电源　　本系统主电源采用锂离子电池充电器HYM4054，它是一款完整的单节锂离子电池用恒定电流/恒定电压线性充电器，其ThinSOT封装与较少的外部元件数目使得HYM4054为便携式应用的理想选择。由于系统采用了150mA低噪声LDO稳压器MIC5205进行保护，因此在使用外接2~12V直流电源对充电器进

8、行充电时，即使极性接反也不会对系统造成损伤，大大提高