1引言
在信息化時(shí)代，不管是手機(jī)還是家電產(chǎn)品都逐漸融入網(wǎng)絡(luò)中，信息家電是將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)融入到傳統(tǒng)的家用電器，使之成為具有信息訪問(wèn)、獲取、存儲(chǔ)、處理、聯(lián)網(wǎng)等功能的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。信息家電的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的家電控制方式，不僅可在本地對(duì)其進(jìn)行控制，而且還可通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)控制家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)家電設(shè)備。由于手機(jī)和PC機(jī)的普及，采用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)使智能家居成為可能。
2智能家居控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)由兩大部分組成：以PC為核心的家庭主監(jiān)控中心及分散于各監(jiān)控點(diǎn)的，以單片機(jī)為從控制中心的智能家電和監(jiān)控設(shè)備前端系統(tǒng)；以移動(dòng)電話作為遠(yuǎn)程控制器，利用互聯(lián)網(wǎng)作為橋梁實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地控制。
系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)是監(jiān)控中心PC通過(guò)單片機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)循環(huán)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)短信或圖像等報(bào)警方式給用戶發(fā)送信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急程序進(jìn)行處理，如煙霧、煤氣檢測(cè)異常等。用戶也可通過(guò)手機(jī)或計(jì)算機(jī)利用因特網(wǎng)瀏覽器訪問(wèn)控制器站點(diǎn)對(duì)智能家電進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，如空調(diào)/電熱水器的開(kāi)啟／關(guān)閉及其溫度設(shè)置等。
3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
硬件系統(tǒng)包括以智能手機(jī)為主的遠(yuǎn)程控制部分和以家庭PC機(jī)為主的家庭控制中心兩部分。
3．1遠(yuǎn)程控制終端
隨著智能手機(jī)的發(fā)展．其功能迅速增強(qiáng)。在2006年“科博會(huì)”，諾基亞稱其高端手機(jī)為“多媒體電腦”，并展示其強(qiáng)大功能：視頻通話、移動(dòng)電郵、多人聯(lián)機(jī)游戲、即時(shí)影像、無(wú)線支付等增值服務(wù)，并強(qiáng)調(diào)手機(jī)將成為人們登錄互聯(lián)網(wǎng)索取信息的主要工具。未來(lái)智能手機(jī)功能將更強(qiáng)大，如GPS、開(kāi)源操作系統(tǒng)、電視驗(yàn)證接入、家庭基站等。目前3G正加快移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)間的融合，使手機(jī)不斷朝PC化方向發(fā)展。
無(wú)線應(yīng)用協(xié)議WAP(WirelessApplicationProtocol)是在數(shù)字移動(dòng)電話、因特網(wǎng)或個(gè)人數(shù)字助理機(jī)(PDA)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用之間進(jìn)行通訊的開(kāi)放式全球標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)WAP可將Internet的大量信息及多種業(yè)務(wù)接人到移動(dòng)電話、PDA等無(wú)線終端中。這使得手機(jī)訪問(wèn)用戶終端PC機(jī)成為現(xiàn)實(shí)，只需對(duì)其安裝相應(yīng)的軟件，并對(duì)終端PC機(jī)作相應(yīng)的訪問(wèn)設(shè)置即可。用戶通過(guò)注冊(cè)的用戶名和密碼登錄智能家居控制中心PC機(jī)，獲得管理的終端編號(hào)(可有多個(gè)設(shè)備)，然后選擇一個(gè)所需的控制終端，實(shí)現(xiàn)用戶進(jìn)程與所屬智能家居數(shù)字終端硬件網(wǎng)卡(MAC碼)的綁定。從而利用智能手機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居終端的遠(yuǎn)程控制。
3．2家居終端設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)
一般智能家居的安防設(shè)備主要指煙霧火警、煤氣檢測(cè)、監(jiān)控?cái)z像、電源過(guò)流／過(guò)壓檢測(cè)、緊急呼救裝置及被監(jiān)控設(shè)備的斷/合裝置等，而智能家電指嵌入式的空調(diào)、冰箱、彩電、電熱水器等家電產(chǎn)品。以PC機(jī)為主監(jiān)控器，通過(guò)單片機(jī)將其他各監(jiān)控模塊連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。以消防設(shè)備火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器Sn-828-2PL(聯(lián)網(wǎng)型)為例說(shuō)明(其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1)。
光電有線煙霧探測(cè)器的功能特點(diǎn)有：采用微處理器控制；自動(dòng)復(fù)位／斷電復(fù)位可選；紅外光電傳感器；聯(lián)網(wǎng)輸出N．C．/N．O．可選；LED指示報(bào)警；金屬屏蔽罩，抗電磁干擾；環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；SMT工藝制造，穩(wěn)定性強(qiáng)；防塵、防蟲(chóng)、抗白光干擾設(shè)計(jì)。PIC16F873型單片機(jī)具有哈佛總線和RISC結(jié)構(gòu)，4KBFlash程序存儲(chǔ)器，192B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，14種中斷源，8級(jí)硬件堆棧，片內(nèi)集成同步串行口SSP(SPI和I2C)及同步、異步收發(fā)器(USART)以及看門狗電路等。另外，單片機(jī)內(nèi)部具有5通道10位精度的A／D轉(zhuǎn)換器，可滿足系統(tǒng)對(duì)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的精度要求。片內(nèi)128B的E2PROM可用作系統(tǒng)掉電保護(hù)，從而無(wú)需外接E2PROM掉電保護(hù)電路，節(jié)省了系統(tǒng)資源。因此，本設(shè)計(jì)選用PIC16F873作為各種檢測(cè)器和智能家電的控制核心。圖2為煙霧監(jiān)控模塊電路。
圖2中，在單片機(jī)與火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器Sn-828-2PL的接口電路中，光電有線煙霧探測(cè)器將輸出信號(hào)接至PIC16F873的RA0引腳，相對(duì)煙霧信號(hào)以直流電壓／電流信號(hào)的形式接至PIC16F873的RA0腳，PIC16F873完成A/D轉(zhuǎn)換，并在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)程序的處理，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。