基于GSM的远程家电控制与安全监控系统

刘茂钰　刘鸿旗

摘 要 为了给人们提供一个安全、舒适、个性的家居环境，将GSM与微处理器结合，设计了基于GSM远程控制与安全监测系统。该系统面向普通用户设计，系统将远程家居控制、家居环境参数测量与远程安防等多个子系统集于一体，实现了家电远程控制及安全监测的一体化。在短信接收时，有用短信收发，垃圾短信过滤的算法编写和用户安全等级防护的设计，使得系统的安全性大大增强。

关键词 GSM；远程控制；安全监测

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0022-02

随着科技日益发达和生活质量不断提高，人们对家居环境的要求不再局限于电气化，而对家居环境的智能化和安全性也提出了更高的要求[1]。在家电的选择和使用上，人们已经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性[2]。目前已建成的GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的优点，用户不需要另外组建网络，在极大提高网络覆盖面的同时为用户节省了昂贵的组建和维护网络的费用[3]。而且，该网络对用户的数量没有限制，为远程数据传输以及监控系统的通信提供了一个强大的支持平台[4]。此外，短消息业务可以在智能远程控制系统中得到广泛的应用[5]。

1 系统介绍

本系统由作为上位机的能收发短信的GSM通信模块、微处理器、传感器和作为下位机的家用电器（如热水器、空调、电视等）或家居环境组成。其主要功能是将远程家电控制、远程报警及安全监测系统等子系统，连接到一个处理器上，通过GSM网络使家中电器设备始终与用户保持联系。

1）GSM通信模块。GSM通信模块它主要用于对家用电器的远程控制、对家中电器及家居环境的状态查询以及实现远程报警等功能。智能家居控制系统说明书的通信模块采用SIM300。

2）智能控制器模块。智能控制器是系统的核心，本系统采用的控制器是微处理器STM32，其性能高、成本低、功耗低是嵌入式领域非常优越的芯片。

3）传感器模块。传感器单元主要是对家中各指标进行检测，例如烟雾浓度，温度高低等，并将这些离散量装换成数字量送给控制系统单元。家居远程监控的一个重要作用就是遇到险情时能够及时通知用户。

4）家用电器及家居环境。家用电器及家居环境是要被控制的对象，无论是家用电器的远程控制还是对家居环境监测，都需要构建一个家庭网络，家庭网络技术是以各种无线或有线方式，将家庭范围内所有家电、安防系统、各类智能终端设备与外部相连接的一种新技术。

2 硬件设计实现

在本文提到的远程家电控制与安全监控系统中，当相应的传感器检测到室内温度过高、有煤气泄露等后，控制器将采集到的温度数据送入GSM通讯模块，GSM通讯模块将数据以短信息方式传输给用户手机，以实现安全监测的功能。该系统的工作原理图如图1所示。

3 软件设计和实现

该软件编写采用C语言编写。处理器上电复位后，首先对

系统进行初始化，初始化成功后，读取室内温度并显示到显示器上，紧接着就进行工作模式的判别，当前模式为短信或者飞信模式时，判断当前是否有新短信或新飞信到来，如有新短信或新飞信就判断用户的权限，然后根据用户权限决定是否需要输入密码。高权限用户不需要密码，直接执行短信或飞信内的指令，普通用户在密码输入正确后才进行指令的执行。指令在执行的同时，显示器上会有提示信息，提示当前动作对象。当动作成功执行后，用户手机会收到一条反馈信息，提示当前动作执行的状态。在室内安全防护功能中，设置了两级防护，避免户主受到损失。

1）稳定性测试。稳定性测试结果如表1所示。

条未能成功收到，短信成功率高达99.8%，实验结果可以满足用户的需求。

2）短信延迟时间测试。根据数据得出的条状图如图3所示。

分析：现在手机短信延迟问题一直是通信过程中很大的一个难题，但对于这个系统来说，短信的延迟时间平均在2.786 s左右，这个延迟时间能够在实现对室内控制的同时满足用户的承受能力。

3）温度数据测量。温度数据测量结果如表2所示。

分析：温度传感器测量的数据精度为0.1℃，能够测量小数点后1位，测量结果满足实际需要。

4）传感器工作次数测试。在室内模型中对各个传感器进行测试时，传感器成功响应次数和未能响应次数对比如表3所示。

分析：从测量数据中可知，各传感器工作次数在实验500次时，只有一两次未能成功响应，成功响应比率高达99%以上，实验数据满足普通家庭室内需求。

4 结论

经过初期控制板的设计，到后期室内模型的制作，以及对整个模型系统的测试，结果表明，智能家居控制系统说明书能够较为稳定的对家居模型内的温度、光强、煤气、人体红外等进行检测，并且可以良好的完成对家居模型中门、窗帘、彩灯、烧水器等家用电器的远程控制，取得了较好的控制和监测效果。整个系统能够在采用短信或飞信远程控制，该方法体现了生活的舒适化。目前该系统只是在模型中进行了验证，后期会逐步在实际的家居环境中进行运行，以加快基于GSM远程对室内家电进行控制和安全监测向着智能化、人性化发展的步伐。

参考文献

[1]胡玮.基于GSM的远程家居智能控制研究[J].科技风，2012（8）：32-34.

[2]林添成.基于GSM的远程家居控制系统[J].装备制造技术，2010（5）：75-76.endprint

摘 要 为了给人们提供一个安全、舒适、个性的家居环境，将GSM与微处理器结合，设计了基于GSM远程控制与安全监测系统。该系统面向普通用户设计，系统将远程家居控制、家居环境参数测量与远程安防等多个子系统集于一体，实现了家电远程控制及安全监测的一体化。在短信接收时，有用短信收发，垃圾短信过滤的算法编写和用户安全等级防护的设计，使得系统的安全性大大增强。

关键词 GSM；远程控制；安全监测

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0022-02

随着科技日益发达和生活质量不断提高，人们对家居环境的要求不再局限于电气化，而对家居环境的智能化和安全性也提出了更高的要求[1]。在家电的选择和使用上，人们已经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性[2]。目前已建成的GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的优点，用户不需要另外组建网络，在极大提高网络覆盖面的同时为用户节省了昂贵的组建和维护网络的费用[3]。而且，该网络对用户的数量没有限制，为远程数据传输以及监控系统的通信提供了一个强大的支持平台[4]。此外，短消息业务可以在智能远程控制系统中得到广泛的应用[5]。

1 系统介绍

本系统由作为上位机的能收发短信的GSM通信模块、微处理器、传感器和作为下位机的家用电器（如热水器、空调、电视等）或家居环境组成。其主要功能是将远程家电控制、远程报警及安全监测系统等子系统，连接到一个处理器上，通过GSM网络使家中电器设备始终与用户保持联系。

1）GSM通信模块。GSM通信模块它主要用于对家用电器的远程控制、对家中电器及家居环境的状态查询以及实现远程报警等功能。智能家居控制系统说明书的通信模块采用SIM300。

2）智能控制器模块。智能控制器是系统的核心，本系统采用的控制器是微处理器STM32，其性能高、成本低、功耗低是嵌入式领域非常优越的芯片。

3）传感器模块。传感器单元主要是对家中各指标进行检测，例如烟雾浓度，温度高低等，并将这些离散量装换成数字量送给控制系统单元。家居远程监控的一个重要作用就是遇到险情时能够及时通知用户。

4）家用电器及家居环境。家用电器及家居环境是要被控制的对象，无论是家用电器的远程控制还是对家居环境监测，都需要构建一个家庭网络，家庭网络技术是以各种无线或有线方式，将家庭范围内所有家电、安防系统、各类智能终端设备与外部相连接的一种新技术。

2 硬件设计实现

在本文提到的远程家电控制与安全监控系统中，当相应的传感器检测到室内温度过高、有煤气泄露等后，控制器将采集到的温度数据送入GSM通讯模块，GSM通讯模块将数据以短信息方式传输给用户手机，以实现安全监测的功能。该系统的工作原理图如图1所示。

3 软件设计和实现

该软件编写采用C语言编写。处理器上电复位后，首先对

系统进行初始化，初始化成功后，读取室内温度并显示到显示器上，紧接着就进行工作模式的判别，当前模式为短信或者飞信模式时，判断当前是否有新短信或新飞信到来，如有新短信或新飞信就判断用户的权限，然后根据用户权限决定是否需要输入密码。高权限用户不需要密码，直接执行短信或飞信内的指令，普通用户在密码输入正确后才进行指令的执行。指令在执行的同时，显示器上会有提示信息，提示当前动作对象。当动作成功执行后，用户手机会收到一条反馈信息，提示当前动作执行的状态。在室内安全防护功能中，设置了两级防护，避免户主受到损失。

1）稳定性测试。稳定性测试结果如表1所示。

条未能成功收到，短信成功率高达99.8%，实验结果可以满足用户的需求。

2）短信延迟时间测试。根据数据得出的条状图如图3所示。

分析：现在手机短信延迟问题一直是通信过程中很大的一个难题，但对于这个系统来说，短信的延迟时间平均在2.786 s左右，这个延迟时间能够在实现对室内控制的同时满足用户的承受能力。

3）温度数据测量。温度数据测量结果如表2所示。

分析：温度传感器测量的数据精度为0.1℃，能够测量小数点后1位，测量结果满足实际需要。

4）传感器工作次数测试。在室内模型中对各个传感器进行测试时，传感器成功响应次数和未能响应次数对比如表3所示。

分析：从测量数据中可知，各传感器工作次数在实验500次时，只有一两次未能成功响应，成功响应比率高达99%以上，实验数据满足普通家庭室内需求。

4 结论

经过初期控制板的设计，到后期室内模型的制作，以及对整个模型系统的测试，结果表明，智能家居控制系统说明书能够较为稳定的对家居模型内的温度、光强、煤气、人体红外等进行检测，并且可以良好的完成对家居模型中门、窗帘、彩灯、烧水器等家用电器的远程控制，取得了较好的控制和监测效果。整个系统能够在采用短信或飞信远程控制，该方法体现了生活的舒适化。目前该系统只是在模型中进行了验证，后期会逐步在实际的家居环境中进行运行，以加快基于GSM远程对室内家电进行控制和安全监测向着智能化、人性化发展的步伐。

参考文献

[1]胡玮.基于GSM的远程家居智能控制研究[J].科技风，2012（8）：32-34.

[2]林添成.基于GSM的远程家居控制系统[J].装备制造技术，2010（5）：75-76.endprint

摘 要 为了给人们提供一个安全、舒适、个性的家居环境，将GSM与微处理器结合，设计了基于GSM远程控制与安全监测系统。该系统面向普通用户设计，系统将远程家居控制、家居环境参数测量与远程安防等多个子系统集于一体，实现了家电远程控制及安全监测的一体化。在短信接收时，有用短信收发，垃圾短信过滤的算法编写和用户安全等级防护的设计，使得系统的安全性大大增强。

关键词 GSM；远程控制；安全监测

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0022-02

随着科技日益发达和生活质量不断提高，人们对家居环境的要求不再局限于电气化，而对家居环境的智能化和安全性也提出了更高的要求[1]。在家电的选择和使用上，人们已经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性[2]。目前已建成的GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的优点，用户不需要另外组建网络，在极大提高网络覆盖面的同时为用户节省了昂贵的组建和维护网络的费用[3]。而且，该网络对用户的数量没有限制，为远程数据传输以及监控系统的通信提供了一个强大的支持平台[4]。此外，短消息业务可以在智能远程控制系统中得到广泛的应用[5]。

1 系统介绍

本系统由作为上位机的能收发短信的GSM通信模块、微处理器、传感器和作为下位机的家用电器（如热水器、空调、电视等）或家居环境组成。其主要功能是将远程家电控制、远程报警及安全监测系统等子系统，连接到一个处理器上，通过GSM网络使家中电器设备始终与用户保持联系。

1）GSM通信模块。GSM通信模块它主要用于对家用电器的远程控制、对家中电器及家居环境的状态查询以及实现远程报警等功能。智能家居控制系统说明书的通信模块采用SIM300。

2）智能控制器模块。智能控制器是系统的核心，本系统采用的控制器是微处理器STM32，其性能高、成本低、功耗低是嵌入式领域非常优越的芯片。

3）传感器模块。传感器单元主要是对家中各指标进行检测，例如烟雾浓度，温度高低等，并将这些离散量装换成数字量送给控制系统单元。家居远程监控的一个重要作用就是遇到险情时能够及时通知用户。

4）家用电器及家居环境。家用电器及家居环境是要被控制的对象，无论是家用电器的远程控制还是对家居环境监测，都需要构建一个家庭网络，家庭网络技术是以各种无线或有线方式，将家庭范围内所有家电、安防系统、各类智能终端设备与外部相连接的一种新技术。

2 硬件设计实现

在本文提到的远程家电控制与安全监控系统中，当相应的传感器检测到室内温度过高、有煤气泄露等后，控制器将采集到的温度数据送入GSM通讯模块，GSM通讯模块将数据以短信息方式传输给用户手机，以实现安全监测的功能。该系统的工作原理图如图1所示。

3 软件设计和实现

该软件编写采用C语言编写。处理器上电复位后，首先对

系统进行初始化，初始化成功后，读取室内温度并显示到显示器上，紧接着就进行工作模式的判别，当前模式为短信或者飞信模式时，判断当前是否有新短信或新飞信到来，如有新短信或新飞信就判断用户的权限，然后根据用户权限决定是否需要输入密码。高权限用户不需要密码，直接执行短信或飞信内的指令，普通用户在密码输入正确后才进行指令的执行。指令在执行的同时，显示器上会有提示信息，提示当前动作对象。当动作成功执行后，用户手机会收到一条反馈信息，提示当前动作执行的状态。在室内安全防护功能中，设置了两级防护，避免户主受到损失。

1）稳定性测试。稳定性测试结果如表1所示。

条未能成功收到，短信成功率高达99.8%，实验结果可以满足用户的需求。

2）短信延迟时间测试。根据数据得出的条状图如图3所示。

分析：现在手机短信延迟问题一直是通信过程中很大的一个难题，但对于这个系统来说，短信的延迟时间平均在2.786 s左右，这个延迟时间能够在实现对室内控制的同时满足用户的承受能力。

3）温度数据测量。温度数据测量结果如表2所示。

分析：温度传感器测量的数据精度为0.1℃，能够测量小数点后1位，测量结果满足实际需要。

4）传感器工作次数测试。在室内模型中对各个传感器进行测试时，传感器成功响应次数和未能响应次数对比如表3所示。

分析：从测量数据中可知，各传感器工作次数在实验500次时，只有一两次未能成功响应，成功响应比率高达99%以上，实验数据满足普通家庭室内需求。

4 结论

经过初期控制板的设计，到后期室内模型的制作，以及对整个模型系统的测试，结果表明，智能家居控制系统说明书能够较为稳定的对家居模型内的温度、光强、煤气、人体红外等进行检测，并且可以良好的完成对家居模型中门、窗帘、彩灯、烧水器等家用电器的远程控制，取得了较好的控制和监测效果。整个系统能够在采用短信或飞信远程控制，该方法体现了生活的舒适化。目前该系统只是在模型中进行了验证，后期会逐步在实际的家居环境中进行运行，以加快基于GSM远程对室内家电进行控制和安全监测向着智能化、人性化发展的步伐。

参考文献

[1]胡玮.基于GSM的远程家居智能控制研究[J].科技风，2012（8）：32-34.

[2]林添成.基于GSM的远程家居控制系统[J].装备制造技术，2010（5）：75-76.endprint