基于STM32智能家居系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

　　智能家居(又稱智能住宅)是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W絡通信、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的安全、高效、舒適、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。利用綜合布線技術、網絡通信技術、智能家居一系統(tǒng)設計方案安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)。對比普通家居系統(tǒng)，智能家居不僅滿足了人們對居住環(huán)境的基本要求，提供舒適安全且宜人的家庭生活空間。還能夠主動提供全方位的信息服務，聯(lián)合外部資源，做出智能化響應。但這類系統(tǒng)通常代價昂貴，控制方式單一，且易受到干擾。因此，在設計實現(xiàn)智能控制的同時，研制一個成本低、實用性強并能普及尋常百姓家的智能家居系統(tǒng)成為必然趨勢。

　　本設備可使使用者置身千里之外也能輕松地全方位掌握家中各方面的情況，很方便的遠程控制各類家用電器設備，提高了家居的安全性、方便性、舒適性，實現(xiàn)了環(huán)境保護和節(jié)約能源，讓人們享受家居生活更輕松。

　　1系統(tǒng)整體結構

　　系統(tǒng)整體結構如圖1所示，主要由微控制器及多個子模塊組成，微控制器主要用于分析和處理用戶操作信息、傳感器信息、控制手機模塊的接收和發(fā)送，并按優(yōu)先級執(zhí)行相應的任務。子模塊部分包括：門禁/安防、人機界面、CAN—BUS通信網絡、無線通信網絡、視頻監(jiān)控模塊、語音識別、開窗電動機驅動控制器、多路傳感器接口、開關電源電路等。

　　圖1 系統(tǒng)組成框圖

　　系統(tǒng)主機通過一個運行OpenWRT的路由器連入Internet.設置好網絡端口，通過Internet訪問時，本系統(tǒng)提供一個用戶體驗良好的界面，用戶只需輸入域名登陸到運行在家中的服務器即可對家中的設備進行遠程控制。

　　2智能家居系統(tǒng)硬件平臺

　　本智能家居系統(tǒng)主要由主控芯片和功能外設組成。主控芯片STM32F103RBT6是以ARM 32的Cortex—M3為內核的處理器，最高工作頻率可達72 MHz，內置大容量高速存儲器，輕易容納智能家居系統(tǒng)所需的空間;具備FSMC靈活的靜態(tài)存儲器控制器，用其來驅動液晶屏極大地提高了刷新率;同時，它內嵌有支持CAN 2.0B的控制器，無需外擴專用芯片便可以組成CAN網絡。

　　LD3320是一款語音識別及合成芯片，集成了高精度A/D和D/A接口，不需要任何外接輔助芯片，如Flash閃存、RAM、解碼、功放芯片等，可以直接地實現(xiàn)語音識別/語音/交互式功能的語音識別功能。主控芯片通過四線SPI數(shù)字接口傳送適合的數(shù)據(jù)到該芯片對應的寄存器，設置好識別關鍵詞、識別時間長度、麥克風增益等后，語音識別功能便開始運行了。當系統(tǒng)產生需要語音應答條件時，MCU可以把以mp3編碼的數(shù)據(jù)發(fā)送到該芯片，配置音量等參數(shù)后，隨即運行語音合成功能，片內自帶的功率放大器推動揚聲器發(fā)聲。

　　nRF24L01是一款新型單片高度集成的射頻收發(fā)器件，工作于2.4～2.5 GHz ISM頻段之間。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器以及調制器等功能模塊，并融合了增強型ShockBurst技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。其多種低功耗模式和40bit超長器件地址保證了它通信的安全性，傳輸速率高的特點，適合應用在本系統(tǒng)。