基于嵌入式的智能家居控制设计
基于嵌入式Linux的智能家居控制系统设计

基于嵌入式Linux的智能家居控制系统设计近年来智能家居系统已经成为人们生活中越来越重要且不可或缺的一部分。
随着科技的发展,人们逐渐适应了这种「自动化生活方式」,为了满足用户不断增长的需求,嵌入式 Linux 技术在智能家居控制系统中应用得越来越广泛。
本文将基于嵌入式 Linux,介绍智能家居控制系统的设计及其实现过程,主要分为硬件和软件两部分,其中硬件部分包括系统架构和物联网通信,软件部分则包括应用程序和用户界面。
硬件部分1. 系统架构设计智能家居控制系统的第一步是确定系统架构。
系统由两个主要部分组成:网关和设备端。
在本系统中,网关负责数据收集和分发,设备端则负责数据处理和执行。
为了避免单个部件失效带来的整体系统崩溃,这种分位架构应该使用分布式计算方式。
即将部分计算、控制和存储任务分配给较小和相互独立的计算节点。
网关的更新频率比设备端低,因此应该优先考虑使用低功耗设计。
设备端的控制精度更高,因此通用计算机设备也可以用于网络传输。
2. 物联网通信物联网通信是智能家居控制系统的核心。
物联网是互联网的扩展,致力于将智能物品与互联网连接。
为了实现这一目标,该系统应该使用 ZigBee、Z-wave、Bluetooth、Wi-Fi 和 NFC 等协议来进行通信。
使用 ZigBee 和 Z-wave 协议时可使设备对等通信,并在数据传输方面提供更佳的可靠性,但具有高功耗特性。
Wi-Fi 协议则更适合一些高性能应用。
需要注意,运行智能家居控制系统所需的通信成本取决于所需的资源,如通信频率、范围和传输质量等。
此外,设备在使用通讯连接的同时也需要考虑保护用户数据隐私,保障网关和设备的数据传输安全。
软件部分1. 应用程序应用程序是控制智能家居系统的核心组成部分。
应用程序应该能够收集数据并将其分发给各个不同的设备,为用户提供一个友好的界面来监视和控制整个系统。
在本系统中,应用程序应该提供以下特性:1. 支持实时控制系统状态的监视。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计

基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计智能家居控制系统是利用嵌入式系统技术,将传感器、执行器以及通信技术融入家居系统中,实现对家居设备的自动化控制和远程监控。
该系统可以大大提升家居安全性、舒适度和能源利用效率,给用户带来更加便捷的生活方式。
本文将对基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计进行详细探讨。
一、系统架构设计智能家居控制系统通常包括以下组件:传感器、执行器、控制中心和用户界面。
传感器用于感知环境中的各种信息,如光线、温度、湿度等。
执行器用于控制家居设备,如灯光、空调、窗帘等。
控制中心负责接收传感器数据并根据用户设定的规则进行决策控制,同时将控制指令发送给执行器。
用户界面则提供给用户操作设备、监控家庭状态的接口,可以通过手机应用程序或者网页实现。
在系统架构设计中,需要考虑以下要点:1. 通信方式:智能家居控制系统需要通过网络与用户进行远程通信,可以选择Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等不同的通信方式。
Wi-Fi通信速度较快,适用于传输大量数据;蓝牙通信距离较近,适用于短距离传输;Zigbee通信消耗少,适合用于节能环保的家居系统。
2. 安全性考虑:智能家居控制系统需要采取安全措施,以防止黑客入侵或者信息泄露。
可以使用加密技术对通信进行保护,如SSL/TLS协议,同时采用身份验证机制,确保只有授权用户才能访问系统。
3. 软硬件平台选择:在嵌入式系统中,需要选择适合的硬件平台和操作系统。
常用的硬件平台有Arduino、Raspberry Pi 等,操作系统可以选择Linux、RTOS等。
选择合适的平台和操作系统可以简化系统的开发和维护工作。
二、系统功能设计1. 远程控制:用户可以通过手机应用程序或者网页远程控制家居设备。
例如,用户在外出时可以通过手机应用程序打开或关闭家中的灯光、电视等设备,以此增强家居安全性。
2. 定时控制:用户可以根据需要设置定时开关家居设备。
例如,可以设定某个时间自动打开空调、关闭窗帘,以提前为用户创造一个舒适的家居环境。
基于嵌入式技术的智能家居系统设计

基于嵌入式技术的智能家居系统设计第一章:引言随着科技的不断发展,智能家居系统成为了现代家庭中的一种新趋势。
智能家居系统通过嵌入式技术和物联网的结合,可以实现家居设备和家庭成员之间的智能化互动。
本文将介绍基于嵌入式技术的智能家居系统的设计。
第二章:智能家居系统的概述智能家居系统是通过各类传感器、执行器和嵌入式技术相结合,实现对家庭设备的智能化控制。
它可以监测环境状态、识别家庭成员,进而根据用户需求自动控制家电、灯光、空调等设备的开关与调节。
智能家居系统可以提高生活的舒适度、安全性和便利性。
第三章:嵌入式技术在智能家居系统中的应用嵌入式技术是智能家居系统设计中不可或缺的关键技术之一。
通过将各类传感器和执行器嵌入到家居设备中,可以实现智能家居系统的功能。
嵌入式技术可以实现设备之间的无线通信,使得家庭成员可以通过手机应用或语音命令来控制家居设备。
同时,嵌入式技术可以实现对家庭环境的监测和分析,从而实现智能化的自动控制。
第四章:智能家居系统的关键组件智能家居系统中的关键组件包括传感器、执行器、通信模块和控制中心。
传感器可以监测环境的温度、湿度、光照等参数,执行器可以控制灯光、空调、窗帘等设备的开关与调节。
通信模块用于实现无线通信,控制中心则负责处理传感器的数据并做出相应的决策。
第五章:智能家居系统的功能设计智能家居系统的功能设计应根据家庭成员的需求和生活习惯来进行。
例如,可以设置自动化的定时控制功能,根据家庭成员的作息时间自动调节灯光和温度。
同时,可以通过传感器监测家庭成员的位置和活动状态,实现智能化的安全报警和监控功能。
另外,智能家居系统还可以集成语音助手,通过语音命令来控制家居设备。
第六章:智能家居系统的优势与挑战智能家居系统的优势在于提高家庭生活的舒适度和便利性,增强家庭成员的安全感。
智能家居系统可以根据家庭成员的需求自动进行控制,避免了繁琐的手动操作。
然而,智能家居系统的设计还面临一些挑战,主要包括系统的复杂性、安全性和隐私保护等方面。
《嵌入式智能家居控制终端的研究与设计》范文

《嵌入式智能家居控制终端的研究与设计》篇一一、引言随着科技的发展,人们对于家庭居住环境的需求逐渐升级,从传统的居住空间向智能化、舒适化的生活环境转变。
嵌入式智能家居控制终端作为连接人与智能家居设备的重要桥梁,其研究与设计具有重要意义。
本文旨在探讨嵌入式智能家居控制终端的研发背景、研究意义以及设计方法,为相关领域的研究人员和实践工作者提供参考。
二、研究背景及意义随着物联网技术的飞速发展,智能家居逐渐成为现代家居的重要组成部分。
嵌入式智能家居控制终端是智能家居系统的核心部分,具有控制、管理、监测等多元化功能。
通过嵌入式智能家居控制终端,用户可以方便地实现对家庭内各种智能设备的远程控制和实时监控。
因此,研究与设计嵌入式智能家居控制终端具有重要的现实意义和广泛的应用前景。
三、系统设计1. 硬件设计嵌入式智能家居控制终端的硬件设计主要包括主控制器、通信模块、电源模块等部分。
主控制器负责处理各种数据和控制指令,通信模块用于实现与智能家居设备的通信,电源模块则为整个系统提供稳定的电源。
在硬件设计过程中,需要充分考虑系统的稳定性、可靠性以及功耗等因素。
2. 软件设计软件设计是嵌入式智能家居控制终端的核心部分,主要包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
操作系统负责管理硬件资源,驱动程序用于驱动各种硬件设备,应用程序则负责实现各种功能。
在软件设计过程中,需要充分考虑系统的实时性、安全性和易用性等因素。
四、关键技术及实现方法1. 通信技术通信技术是实现嵌入式智能家居控制终端与智能家居设备之间信息传输的关键。
目前常用的通信技术包括ZigBee、WiFi、蓝牙等。
在选择通信技术时,需要充分考虑传输距离、传输速率、抗干扰能力等因素。
2. 控制系统设计控制系统是嵌入式智能家居控制终端的核心部分,需要根据用户需求和系统功能进行设计。
控制系统应具备远程控制、实时监测、自动控制等功能,同时还要考虑系统的稳定性和安全性。
3. 界面设计界面设计是提高用户体验的关键因素之一。
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现

基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现智能家居是指利用物联网、传感器技术、人工智能等先进技术,将家庭各种设备、电器等联网并互相协调工作的智能化系统。
嵌入式系统作为智能家居控制方案的核心技术之一,能够实现智能家居的高效、便捷和安全控制。
本文将针对基于嵌入式系统的智能家居控制方案的设计和实现进行详细讨论。
一、设计原理:在设计基于嵌入式系统的智能家居控制方案时,首先需要明确系统的设计原理。
智能家居系统主要由三个模块组成:感知模块、控制模块和应用模块。
1. 感知模块:感知模块通过传感器等设备,实时感知家居环境的各种数据,如温度、湿度、照明等。
这些数据通过传感器采集,并传输到控制模块进行处理。
2. 控制模块:控制模块是智能家居系统的核心部分,它负责接收感知模块传来的数据,并根据预设的规则和用户需求,通过无线通信技术控制家居设备的开关、调节等功能。
控制模块可以根据不同的需求,采用不同的嵌入式控制芯片,比如Arduino、Raspberry Pi等。
3. 应用模块:应用模块是智能家居系统与用户交互的界面,可以实现手机APP或者网页端的远程控制功能。
用户可以通过应用模块,随时随地对家居设备进行控制和监控。
二、硬件选型:基于嵌入式系统的智能家居控制方案的实现,需要选择适合的硬件设备。
根据系统需要,需选择包括传感器、嵌入式开发板、通信模块等硬件设备。
1. 传感器选型:根据不同的环境需求,选择合适的传感器进行数据采集。
如温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器等。
传感器的选型需要考虑数据的准确性、稳定性和功耗等因素。
2. 嵌入式开发板选型:嵌入式开发板是智能家居控制系统的核心,它提供了处理器和各种接口,能够实现数据采集和控制功能。
常用的嵌入式开发板包括Arduino、Raspberry Pi等。
选择开发板需要考虑性能、功耗和可扩展性等因素。
3. 通信模块选型:通信模块是实现智能家居系统与用户交互的重要组成部分。
常用的通信模块有Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块等。
基于嵌入式系统的智能家居电器控制系统设计

基于嵌入式系统的智能家居电器控制系统设计智能家居电器已经成为现代家庭中不可或缺的一部分,它的出现为人们的生活带来了极大的便利和舒适。
现在的智能家居电器控制系统已经更加智能化和便捷化,让人们的家居生活更加简单、舒适和高效。
本文将介绍基于嵌入式系统的智能家居电器控制系统设计,以及该系统的操作和特点。
一、系统功能和设计原理该智能家居电器控制系统是基于嵌入式系统的,在系统中采用了具有高性能的嵌入式处理器和各种传感器。
系统可以通过Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等无线通信方式与网络连接,实现诸如远程控制、时间计划、自动防盗等功能。
系统的设计原理是建立在将传感器、嵌入式系统和各种智能电器相连接并进行通信的基础上,实现对家居电器的远程控制、智能化的时间计划、能源管理等。
系统采用了贪心算法、动态规划等多种算法实现互联和数据分析。
所以用户可以通过手机或电脑等客户端,对家居电器进行各种操作。
同时,该系统具有智能化的电费计算和节能功能,可以大大节约家庭用电的费用,减少能源消耗。
二、系统结构和工作流程智能家居电器控制系统主要由三部分构成:客户端、服务器和嵌入式设备。
客户端主要提供用户与系统之间的交互界面,可以通过手机APP或者Web端进行操作;服务器主要负责储存和处理用户的各种命令和信息数据;嵌入式设备包括对家庭各个电器的控制模块和各种传感器,负责家居电器的操作和传感器的数据采集和传输。
系统工作流程如下:1. 用户下达指令:在客户端上选择需要控制的家居电器或调节相应的参数指令。
2. 服务器接收指令:服务器将接收用户下达的指令,并相应的处理。
3. 指令传输到嵌入式设备:将指令传输到相应的嵌入式设备中,它将会识别指令并按照指令控制家庭电器。
4. 传感器数据采集:嵌入式设备将实时采集传感器所产生的数据,并传输到服务器中进行数据处理。
这个过程中需要采集的数据比如电器温度、湿度,电器开关状态等等。
5. 数据分析和响应:通过采集得到的传感器数据进行分析和处理,判断出电器运行效率和节能程度。
基于嵌入式的智能家居系统设计与实现

基于嵌入式的智能家居系统设计与实现随着科技的不断进步,物联网技术得到了突飞猛进的发展。
智能家居是物联网技术的典型应用领域之一。
智能家居系统将独立家用电器、安防设备连接成一个具有思想的整体,实现家居设备的智能管理和远程监控。
本课题的嵌入式平台采用WinCE操作系统,硬件设备采用ARM10架构的Intel XScale270核心处理器的实验箱作为技术支撑。
系统设计与实现使用Keil、VS2005和Delphi三种集成开发工具实现代码的编写与调试。
软件部分主要涵盖硬件网关设备的WinCE操作系统相关功能设计、嵌入式设备平台服务端软件设计、计算机客户端应用软件的设计及家电控制端底层的设计。
智能家居系统与用户数据交互采用GSM系统,通过短信的方式实现。
家居设备之间的数据通信采用TCP/IP网络协议,建立三次握手机制,保证数据传输稳定可靠。
系统对WinCE系统内核进行裁剪定制,提高数据的处理能力。
在网关内设计开发用于WinCE系统的控制中心,即嵌入式服务端,实现硬件设备与软件系统数据握手通信。
计算机客户端的应用软件设计,即视频采集查阅软件,是基于Delphi可视化界面开发语言编写进行设计。
客户端应用软件用于异地及时通过视频画面掌握家居状态环境。
本课题基于嵌入式的智能家居系统的设计与实现,使用嵌入式平台作为核心控制器能够提高整个系统的稳定性,数据传输采用TCP/IP协议能够很好解决目前一些系统中存在的数据传输不稳定问题。
基于嵌入式的方式能够降低智能家居系统的成本,大大降低市场中由于智能家居价格较高无法普及现象,使智能家居能够走入普通百姓家中。
关键字:智能家居系统,物联网,嵌入式技术,WinCE系统,DelphiDesign and Implementation of Smart Home System Based onEmbedded SystemWith the constant progress of science and technology, Internet of things (IOT) technology develops by leaps and bounds. Smart home is one of the typical applications of IOT. Smart home system links home appliances and security equipment as a whole with the soul, implementing intelligent management and remote monitoring of the household equipment.In this project, the embedded platform adopts the WinCE operating system, and the hardware device uses an experiment box with Intel XScale270 core processor based on ARM10 architecture as the technical support. System design and implementation uses Keil, VS2005, and Delphi integrated development tools to edit and debug the codes. Software mainly covers the WinCE operating system function design of the hardware gateway device, platform server client software design of the embedded devices, the computer client application software design and the household appliance control bottom program design.Interaction of smart home system with the user uses GSM system with short message service. Data communications between household equipment adopts TCP/IP network protocol, setting up a three-way handshake mechanism, to ensure stable and reliable data transmission. The system truncates and customizes the WinCE system core to improve data processing ability. In the gateway, the control center for the WinCE system, namely embedded server, can be developed to realize the data communication between the hardware and software system. Computer client application software design, namely the video acquisition carried out based on Delphi visualization interface development language. The client application software is used in mastering the household environment timely by video images in the remote places. The design and implementation of intelligent Home Furnishing system based on embedded system, using the embedded platform as the core controller can improvethe stability of the whole system, data transmission using TCP/IP protocol can solve data transmission system exists the unstable problem. Embedded system can reduce the cost of smart home system, greatly reducing the market because of the high price of smart home can’t be universal phenomenon, so that smart home can go into the homes of ordinary people.Keywords:smart home system, IOT, embedded technology, WinCE system, Delphi目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 智能家居研究现状与发展 (3)1.2.1 智能家居国内外发展现状 (3)1.2.2 智能家居发展趋势 (4)1.3 本课题研究内容 (5)1.4 论文结构 (6)第2章系统设计方案 (8)2.1硬件总体设计框图 (8)2.2控制核心选择 (10)2.3家电控制板 (11)2.3.1串行端口电路 (12)2.3.2家电控制电路 (14)2.3.3传感器接口电路 (15)2.4 GSM通信模块 (15)2.5视频监控模块 (16)2.6总体软件设计方案 (17)2.7本章小结 (18)第3章操作系统的定制 (19)3.1 BSP的安装 (19)3.2添加平台特征和配置平台 (20)3.3串口部分设置与调试 (22)3.4操作系统的生成与下载 (24)3.5本章小结 (24)第4章应用软件设计 (26)4.1应用程序编写环境 (26)4.2智能家居人机接口设计 (26)4.3串口通信功能设计 (30)4.3.1串口通信协议 (30)4.3.2软件的实现 (31)4.3.2.1打开串口与配置串口 (32)4.3.2.2关闭串口 (35)4.3.2.3串口读线程 (36)4.3.2.4串口实现数据的写入 (37)4.3.2.5串口类的调用 (38)4.3.2.6串口的监听 (38)4.4 GSM无线数据传输模块 (39)4.4.1 GSM无线数据传输的基础 (39)4.4.1.1 PDU编码规则 (39)4.4.1.2 AT指令 (41)4.4.2 软件的实现 (42)4.4.2.1 PDU编码解码 (42)4.4.2.2 CEncode类成员函数详解 (44)4.4.2.3 收发短信 (53)4.5 图像采集模块 (55)4.5.1 摄像头驱动程序 (55)4.5.2 视频捕捉和视频信息传送 (56)4.6 以太网通信模块 (57)4.6.1 TCP/IP协议 (57)4.6.2 软件实现 (58)4.7 客户端视频监控软件 (61)4.8 家电控制及传感器模块 (63)4.8.1 单片机串口使用及参数设置 (63)4.8.2 串口通信的自定义约定 (64)4.8.3 单片机程序流程 (65)4.8.4 ARM端控制和报警流程 (68)4.9本章小结 (68)第5章系统测试 (70)5.1测试环境 (70)5.2 测试步骤 (70)5.3本章小结 (75)第6章总结与展望 (77)6.1本文的总结 (77)6.2 对本课题前景的展望 (78)参考文献 (79)作者简介及在学期间所取得的科研成果 (82)致谢 (83)第1章 绪论1.1 研究背景及意义我国伴随经济化建设的步伐持续加快与深入,中国百姓生活逐渐面向全面小康化方向前进,使得寻常百姓生活质量也随之提升一个层次。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与开发

基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与开发智能家居控制系统是基于嵌入式系统的一种应用,通过集成智能设备和家居设备,实现家居的自动化控制和智能化管理。
本文将介绍基于嵌入式系统的智能家居控制系统的设计与开发。
一、引言随着科技的发展和人们对生活质量要求的提高,智能家居控制系统越来越受到人们的关注与需求。
智能家居控制系统可以实现对家居设备的智能控制和管理,提供更加舒适、安全和便捷的居住环境。
本文基于嵌入式系统,旨在设计和开发一款功能全面、性能稳定的智能家居控制系统。
二、系统设计1. 系统架构设计智能家居控制系统的设计基于嵌入式系统平台,通常由硬件和软件两部分组成。
硬件方面,系统需要具备嵌入式控制器、传感器、执行器等硬件组件,以及与外部设备进行通信的接口。
软件方面,系统需要有相应的控制算法和用户界面,以便用户可以方便地对家居设备进行控制与管理。
2. 硬件设计智能家居控制系统的硬件设计是整个系统的基础。
首先,选择合适的嵌入式控制器,根据系统的需求选择性能稳定、功耗低的嵌入式芯片。
其次,根据家居设备的控制需求,选择合适的传感器和执行器。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,执行器包括开关、灯光、窗帘等。
最后,设计合理的硬件连接与布局,确保各个硬件组件之间的通信和协同工作。
3. 软件设计智能家居控制系统的软件设计包括控制算法和用户界面的开发。
控制算法根据传感器的数据和用户的指令,实现对家居设备的智能控制和管理。
常见的控制算法有温度控制算法、照明控制算法、能源管理算法等。
用户界面设计要求简洁易用,用户能够方便地进行设备的控制和管理。
同时,系统还应具备良好的可扩展性和可维护性,方便后续的功能扩展和系统维护。
三、系统开发1. 嵌入式系统开发在基于嵌入式系统的智能家居控制系统中,嵌入式系统的开发是关键。
首先,选择合适的嵌入式开发平台和开发工具,如ARM Cortex-M系列芯片和Keil MDK开发工具。
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4.3.1控制系统设计
系统控制器由MT8870接收远端发送来的DTMF信号、并对其进行解码,解码后的信号由中央处理单元采集处理。为了方便用户使用,系统设计了语音提示界面。电话远程控制系统一般工作在无人值守环境,所以应具有自动离线、上线、复位功能。为了符合
智能化要求,系统采用SM8952AC25P作为中央处理器。同时,电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。系统组成框图如图2.2-1示。由图可知,系统主要由振铃检测电路、模拟摘挂机电路、DTMF音频解码电路、语音提示电路、中央处理单元(SM8952AC25P)、控制电路、电源电路等组成。
Siemens公司的TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码。
三设计的作用目的
智能家居控制系统可以定义为一个过程或者一个系统。利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统,有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交换畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。
图4.3-1远程控制系统
控制器并联于电话机的两端,不会影响电话机的正常使用。用户通过异地电话拨通控制器所连接外线的电话号码,通过程控交换机向电话机发出振铃信号。控制器检测到六次振铃后,即六次响铃后无人接听时电话自动摘机,进入密码检测阶段,输入正确密码后选择被控电器,然后输入开或关密码遥控被控电器,完成后返回计
二设计要求
人们可以通过手机或电话在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;也可以在下班途中,预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……;而这一切的实现都仅仅是打一个简单的电话。此外,该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能,如果不幸出现某种险情,您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志,智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下,对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制,使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。
4.4.3防盗传感器
防盗报警的防护区域分成两部分,即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关,在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器;住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器。当家中有人时,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)设防,住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)撤防。当家人出门后,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)和住宅内区域防护的防盗报警设备(被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)均设防。当有非法侵入时,家庭控制器发出声光报警信号,并短信通知家人及小区物业管理部门。另外,通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。
四 设计方案
4.1系统总体设计
图4.1-1系统工作流程
4.2单片机控制部分
本系统是单片机在系统检测以及工程控制方面的应用,其特点是体积小,成本低,功能强,功耗低,是微机应用产品化的最佳机种之一,它已广泛地应用在产品智能化和工业自动化上。而把单片机面向工控领域对象,嵌入到工控应用系统中,实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。嵌入式系统一般分为四种:工控机,通用CPU模块,嵌入式微机处理,单片机。嵌入式系统具有以下特点:
(1)面对控制对象。如传感信号输入、人机交互操作,伺服驱动等。
(2)嵌入到工控应用系统中的结构形态。
(3)能在工业现场环境中可靠运行的品质。
(4)突出控制功能。如对外部信息的捕捉、对控制对象实时控制和有突出控制功能的指令系统(I/O控制、位操作和转移指令等)。
单片机有惟一的专门为嵌入式应用系统设计的体系结构与指令系统,最能满足嵌入式应用要求。单片机是完全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态应用系统,能满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可靠运行及非凡的控制品质等要求,是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。
4.4.4信号采集设计
传感器是将外界信息转换成电信号的装置,其中的电信号包括数字信号和模拟信号,数字信号可以通过电气隔离直接送给单片机或微型计算机进行处理,模拟信号则利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量,再经过单片机或微型计算机进行数据处理,实现实时测控。
4.5GSM模块的接口与设计
4.5.1 TC35模块组成
4.4传感器信号采集设计
4.4.1防火灾发生传感器
如有火灾发生控制器发出声光和短信报警信号,通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况,调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。本系统采用NIS-09C型烟雾传感器。
4.4.2可燃气体泄漏传感器
如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号,并联动关闭燃气管道上的电磁阀,同时短信通知家人及小区物业管理部门。这里采用TP-2高温型一氧化碳传感器报警器需在一氧化碳浓度达到设定制值时系统应启动报警。
4.5.2 TC35模块通信电路
数据通信电路主要完成短消息收发、与微机机通信、软件流控制等功能。TC35的数据接口采用串行异步收发,符合ITU-T RS-232接口电路标准,工作在CMOS电平(2.65V)。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位,可以在300bps~115kbps的波特率下运行,支持的自动波特率为4.8kbps~115kbps(14.4kbps和28.8kbps除外)。TC35模块还支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的软件流控制。