基于单片机的智能家居控制系统设计研究

董钢

摘 要：智能家居控制系统有机的结合了通信控制、设备自动控制、安全防范三个方面。系统主要组成是电话机、计算机、物联网远程控制系统，主要应用于电话、计算机、3G网络遥控控制的家用电器，用户在户外可通过任意一部双音多频电话、一台连接入物联网的计算机，根据语音提示、物联网消息提示等，可以对各种电器进行远程控制。同时，该系统也能对家用电器进行实时监控，发现异常自动拨号报警。该系统把电话机、计算机、物联网和家电控制联系起来，操作方便、快捷，系统布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。

关键词：智能家居；物联网；远程控制

1 系统介绍

本项目为智能家居远程控制系统，它包括了电话接口模块PH8810，控制装置51/52系列单片机以及继电器传感器模拟系统。PH8810集成了振铃检测、电话断线检测、自动摘挂机、自动增益调节、DTMF编码发射（HT9200）、DTMF接收译码（HT9170）等电路；具有4个普通I/O口（可作为音频或DTMF信号的输入/输出端）和4个能进行自动增益控制的I/O口（输入信号进行放大）。它通过电话、计算机、物联网可以和外面的人们进行信息交流，具体过程如下所示。当外面的人们需要对家里的电器进行远程控制时，首先人对家里打电话或是通过网络向家里的家居发送指令，PH8810内部的振铃检测电路检测到信号的到来输入给单片机或是单片机接收到网络信息指令。当摘机后人输入正确的密码或是验证码，此时人就可以通过对手机的按键、计算机的键盘发送控制信号给家里面的电器。当PH8810或无线网络接收装置接收到信号后给单片机，单片机就可以按照人的意愿对家里的电器进行控制了。当家里突然发生意外时检测装置（传感器等）将突发信号输入给单片机，单片机的软件程序识别后对PH8810、GSM短信模块进行作用而使PH8810和GSM短信模块发送信号进行拨号打电话或发送短信给外面的人们，人在接电话收到语音报警提示或短信报警提示后就可以进行拨号按键发送短信对家居采取措施了。这就是项目实现的具体思路。它可以使外出人们不用太担心家里的器具又可以按照自己的意愿进行控制，因此该产品极大地方便了人们的生活，适合开发生产。

2 系统原理

⑴智能家居控制系统概述。智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统，以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。

大型的智能家居控制系统通常由系统服务器、家庭控制器（各种模块）、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。

⑵工作原理

3 系统功能

在本次创作中包括防火防盗、防煤气中毒以及窗帘自动收缩的功能等，智能家居系统与互联网相结合，用户可以通过物联网控制家居，并且家居也可以通过物联网反馈信息给用户，使用户了解家里的一切情况。做以相应的措施。

⑴防火的功能：当烟雾传感器和温度传感器敏捷感应感到火灾和温度上升时，给您家人发出紧急报警同时，异常信号会马上发送到报警器除此之外还可以通过物联网发送信息给用户，用户收到信息后可以自动通过简单地救火措施或者拨打报警电话。⑵紧急求救：因突发疾病或则家庭事故不能动弹时，只需一按紧急按钮，紧急信号就会传达给你的家人以及保安。⑶家庭安全：即使在家也和不在家一样，门窗都能处于监控状态。一旦发生异常情况，马上将信号传出的同时，保安会尽快赶到你的住宅，让您晚上也能安心休息。⑷防盗功能：家庭盗贼侵入主要是门和窗，门盗的比例又大于窗盗。在每个住户大门上安装有一个门磁感应器。如有盗匪撬门，门磁感应器会即刻将此信息传输给家庭报警主机，主机报警，将此信息传输到主人或控制中心，中心会立即显示报警地点、性质（门盗）、方位等。报警方式如下：a、十秒语言录音，六路电话自动报警；b、报警优先功能，无论电话被打进、打出占线发生报警时主机优先拨号报警；c、具备电话线剪线报警功能；d、具备电话布防、撤防、修改、监听、启动现场警号等功能，实现远程异地遥控；e、监听功能，可通过电话实现主动、被动监听现场；f、无声报警与有声报警；g、可实现用电话分机报警或报警至电话分机；h、防劫求救功能，紧急情况下可按下遥控器的急救键，报警器会悄无声息地拨打六组预存报警电话发出求救信息。

煤气泄漏检测功能：煤气泄漏也是现代家庭不得不防的安全措施，这里采用了煤气感应报警器，安装于厨房。当煤气泄漏时，达到一定浓度后，感应器立即将此信号通过家庭主机传输到主人或报警中心。

4 系統结构

硬件部分。智能家居控制系统其硬件部分主要由五大部分构成，即电话交换网程控交换信令部分、控制单元、传感器数据采集系统、GSM模块TC35 modem与接口和电源部分。电话交换网程控交换信令部分主要由MT8870和电压检测元件组成，它是系统中控制部分关键的元件，它与控制单元组成控制部分功能；传感器数据采集系统、GSM模块TC35 modem和控制单元完成报警等信号的处理和发送；电源部分则为各个部分提供工作电源。