嵌入式智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

引言

想象一下：在酷熱的夏天或寒冷的嚴(yán)冬，當(dāng)您工作一整天后帶著疲憊的身軀在回家的路上時，空調(diào)已經(jīng)開啟并調(diào)節(jié)到了舒適的溫度，柔緩的輕音樂已經(jīng)為您播放，通風(fēng)裝置已經(jīng)接通，室內(nèi)的光線已經(jīng)調(diào)節(jié)好，把您預(yù)先準(zhǔn)備好的食物用微波爐加熱。這樣，您一回來就可以享受到清新的空氣、美妙的音樂、舒適的環(huán)境，或許還有一杯熱茶……

這并不是在科幻電影里面出現(xiàn)的場景。事實上這樣的生活已經(jīng)近在咫尺。隨著 IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，“智能住宅”、“家庭自動化”等技術(shù)的發(fā)展正受到人們的密切關(guān)注，相關(guān)產(chǎn)品也在逐漸成熟。

一 設(shè)計概述

整個系統(tǒng)包含以下四個子系統(tǒng)：

安防子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)中包括紅外發(fā)射端，紅外接收端。

家電控制子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)中包括智能燈光控制，家電控制，家庭重要設(shè)施控制。

家庭娛樂和總體控制子系統(tǒng)。

GPRS移動通信子系統(tǒng)。

各個模塊通過2.4G無線通信，確保了信息的可靠傳輸。

在嵌入式智能家居系統(tǒng)中，具有代表性的節(jié)點是“GPRS模塊” 、“空調(diào)控制器” 、“煤氣開關(guān)控制器”、“音響系統(tǒng)控制器”和“紅外安全控制器”。如下圖所示，通過空調(diào)控制器，可以對空調(diào)的開關(guān)進(jìn)行直接控制；通過煤氣開關(guān)控制器，可以對煤氣的開關(guān)直接控制；通過音響系統(tǒng)控制器，可以對音響開關(guān)進(jìn)行直接控制；通過無線紅外安防控制器，可以進(jìn)行防盜監(jiān)控；通過GPRS模塊，可以實現(xiàn)對空調(diào)的遠(yuǎn)程開關(guān)、對煤氣開關(guān)的遠(yuǎn)程控制和查詢、對音響系統(tǒng)的遠(yuǎn)程開關(guān)和防盜安全的遠(yuǎn)程報警。

簡單的控制網(wǎng)絡(luò)框圖

二 系統(tǒng)工作原理：

控制終端（核心模塊）除了協(xié)調(diào)控制每個模塊以外其上面的LCD顯示屏可以顯示當(dāng)前的時間信息，智能燈光控制功能可以根據(jù)手機(jī)短信電氣預(yù)報信息自動調(diào)節(jié)燈光的亮度。終端自動讀取手機(jī)天氣預(yù)報短信的內(nèi)容并將實時天氣情況顯示到LCD，紅外安防模塊用來檢測是否有人非法入侵，當(dāng)有人經(jīng)過紅外發(fā)射端和接收端時紅外信號短時間內(nèi)被阻擋，接收端據(jù)此判斷有人入侵，立即將入侵信息通過2.4G無線發(fā)到控制終端，控制終端收到入侵信息后立即播放報警音，并短信報警告知主人。家電智能控制功能可以實現(xiàn)家電的遠(yuǎn)程開關(guān)。對安全性較高的家用設(shè)施，例如煤氣，可以遠(yuǎn)程短信查詢它的狀態(tài)將其關(guān)閉，安全關(guān)閉后系統(tǒng)會短信告知用戶操作完成的信息，以確保家居的安全性。系統(tǒng)還可以通過短信定時，讓系統(tǒng)定時執(zhí)行相關(guān)的任務(wù)，例如早晨定時播放音樂，定時讓電飯煲煮飯等