基于msp430的智慧家居实时监控系统设计

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1、基于MSP430的智慧家居实时监控系统设计摘要：本设计是基于MSP430单片机的一套智能家居环境实时监测控制系统，将家居产品集成一个系统，使人们的日常生活更加方便、快捷。智能光线调节：通过BH1750FVI检测光照强度，控制照明系统，同时结合红外感应，当人离开房间，灯自动熄灭，节约能源；门禁系统：当有陌生人闯入时，警报自动响起；温度控制：将室内温度控制在适宜人们生活的状态；烟感探测报警：当烟雾传感气探测到烟雾或者可燃气体时，马上发出警报……同时利用无缝覆盖的GSM网络将家居实时情况传给主人，通过Labview作为上位机

2、进行数据分析和综合管理控制。为人们提供一个更好，更舒适、安心的家居环境。关键词：MSP430；智慧家居；传感器；实时监控传统的智能家居以住宅为平台，利用物联网技术将家庭中的可连接设备集成，以构建高效的家庭日程事务管理系统，提高生活品质［1］。本系统最大的特色就是利用超低功耗的MSP430作为主控单元，采用Zigbee技术将家庭的电气设备相关联以组建家庭局域网。并通过无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)感知环境参数，通过MSP430控制相关电气设备以实现家庭自动化。并利用无缝覆盖GSM网

3、络将家庭中的讯息传送给主人。通过Labview作为上位机进行数据分析和综合管理控制。以构建智慧的家居，让家庭更懂人，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。1系统设计分析通过ZigBee组成的无线传感网络连接各个节点，将各个节点的数据采回上位机处理分析学习，利用CPU控制各个模块运行，同时接受上位机的干预控制，系统总体设计框如图1-1所示。1.1中央处理模块本系统的中央处理模块的核心是TI公司的MSP430F4616,MSP430是TI公司推出的一种16位超低功耗，具有精简指令集(RISC)的

4、混合信号处理器(MixedSignalProcessor),根据实际应用需求，集成了大量片内外设。由于其超低功耗和强大的数据处理能力，该系列单片机广泛应用于便携式仪器仪表中。MSP430F4616具有92K闪存，4KRAM，12位ADC，DMA,I2C,SPI,PWM输出，160段式LCD等丰富的片内外设。极大的减轻了开发成本。本系统因此选择该芯片作为主控单元。1.2无线传感网络无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN),具有低功耗、低成本、分布式和自组织的特点。无线传感器网络是由大量的静止

5、或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络所有者。传感器网络实现了数据的采集、处理和传输的三种功能［2］。无线传感网络以其优越性在军事战场、医疗监护、自然环境监测、工业现场控制、智能楼宇、交通监测、农业环境等众多领域都有广泛的应用。本系统的无线传感网络是采用的ZigBee技术，它是一种高可靠的无线网络，类似于CDMA和GSM网络，ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75米到几百米、几公里，并且支持无线

6、扩展。它的特点是：低功耗、低数据量、低成本，使用免费频段2.4G，高抗干扰，高保密性，自动动态组网［3］。ZigBee的通信流程图如图H2所示。1.3上位机设计本系统采用NI公司的LabView作为上位机的开发软件，LabView与其他计算机语言的显著区别就是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。因为其较为容易的开发难度，相对其他开发语言，LabView的开发时间大大缩短。而且LabView具有良好的平台一致性，除了能够运行在常见的三大操作系统上，还支持各种实时操作系统和嵌入式设备，如H)A、FPGA等。通

7、过Labview中的仪器I/O助手实现计算机与外界交流数据。本设计上位机主要完成的功能是1：采集各个时间段的实时数据并存储；2:根据测量数据绘制出波形图，并在面板上显示；3:通过分析测量数据分析主人的生活习惯，并据其控制相关电气设备，做到更智慧；4：历史数据查询；5:通过上位机的提供的控制面板干预控制结果或预设控制效果等。1.4GSM模块GSM模块采用SIM300。SIM300使用工业标准界面，使得具备GSM/GPRS900/1800/1900MHZ功能的SIM300C以小尺寸和低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的

8、高速传输。内嵌强大的TCP/IP协议栈，通过AT命令控制(支持GSM07.07、07.05和增强AT命令)，预设温度，让人感觉更舒畅。通过变频改变空调的温度，使其更省电。还可以在主人下班前把温度提前调节到预设位置，并通过GSM告知主人。(2)、光照强度用BH1750FVI芯片，把光照强度检测出来后，通过P丽调光的方式控制高亮灯的亮