一種基于GSM的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言
隨著生活節(jié)奏的加快，生活水平的提高，人們對現(xiàn)代家居的安全性、智能性、舒適性和便捷性提出了更高的要求。智能家居控制系統(tǒng)就是適應這種需求而出現(xiàn)的新事物，正朝著智能化、遠程化、小型化、低成本等方向發(fā)展。如今手機已經(jīng)十分普及，如何讓普通百姓只需要增加少量投入便可以通過手機遠程遙控自己家中的電器設(shè)備，遠程查看設(shè)備或安防系統(tǒng)狀況。同時，一旦家中發(fā)生煤氣泄露、火災、被盜等安全事故時能夠立即獲知警報，及時處理。為此本文提出了一種基于SMS 和Atmega128 的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
本文所設(shè)計的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)由CP U 模塊、短信收發(fā)模塊、電源模塊、時鐘模塊、LCD 顯示模塊、鍵盤模塊、驅(qū)動模塊、無線收發(fā)模塊、檢測模塊等模塊組成，如圖1 所示。系統(tǒng)的工作原理如下：用戶通過手機將控制或查詢命令以短信的形式通過GSM 網(wǎng)發(fā)送到短信收發(fā)模塊，CPU 再通過串口將短信讀入內(nèi)存，然后對命令分析處理后作出響應，控制相應電器的開通或關(guān)斷，實現(xiàn)了家電的遠程控制。CPU 定時檢測煙感傳感器、CO 傳感器、門禁系統(tǒng)的信號，一旦家中發(fā)生煤氣泄露、火災、被盜等險情時，系統(tǒng)立即切斷電源、蜂鳴器警報并向指定的手機發(fā)送報警短信，實現(xiàn)了家居的遠程監(jiān)視。為了達到更人性化的設(shè)計，當用戶在家時可通過手持無線遙控器控制各個家電的通斷，通過自帶的小鍵盤設(shè)定授權(quán)手機號碼、權(quán)限和設(shè)定系統(tǒng)的精確時間等參數(shù)。LCD 用來實時顯示各電器狀態(tài)和各個傳感器的狀態(tài)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
3 硬件系統(tǒng)設(shè)計
CPU 選用Atmega128 單片機，它是基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的8 位低功耗CMOS 微處理器，具有性價比高、功耗小、可靠性高等特點。短信收發(fā)模塊選擇廈門桑榮公司的Saro310 GSM Modem.傳感器選擇香港嘉永公司的SS-168 煙感探測報警器、HD-111 家用CO 探測報警器。它們在檢測到危險信號時輸出開關(guān)量信號，能及時準確地向CPU 發(fā)出報警信號。LCD 顯示模塊選用LCD12864 帶中文字符型液晶顯示屏，它自帶漢字字庫， 只用查詢中文字庫表便能實現(xiàn)LCD 的中文顯示， 占用CPU 管腳少，只需三個管腳便能完成通訊和控制。

圖2 系統(tǒng)主要模塊原理圖。
鍵盤模塊采用了一個4 × 4 的小鍵盤。開關(guān)驅(qū)動模塊實現(xiàn)弱電對強電的控制。因為本系統(tǒng)中有較大功率電器，在啟動時電流會較大，可能會達到10A,因此采用了2JB0.5-1 型固態(tài)繼電器。時鐘模塊選用DS1302 時鐘芯片， 為CPU 提供實時時鐘。它采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能， 編程簡單，功耗小。無線收發(fā)模塊選用超外差雙向無線接收模塊JL-RT01A.電源模塊由插頭引入220V 交流電源，經(jīng)過220V/36V/12V 變壓器降壓，整流橋整流， 二級電容濾波， 三端穩(wěn)壓芯片7 8 L 0 5 和78L24 穩(wěn)壓后，分別為核心板和接口驅(qū)動模塊提供5V和24V 供電。

圖3 主程序流程圖。