基于GPRS技术远程控制的智能家居开发方案的研究

张凤君　曲艳波

摘 要：本文提出了一种基于GPRS技术实现远程控制的智能家居的开发方案。本方案主要涉及了计算机技术和自动控制技术的相关知识。在实时通信方面采用GPRS技术和高频无线传输技术；在保障系统的安全性和可控性方面采用了指纹识别技术和语音解码技术。文中从总体设计、硬件设计和软件设计三个方面论述该方案，并且在实际的智能家居平台的搭建与测试过程中，检验了该方案的可行性。

关键词：GPRS技术；智能家居；计算机技术

1 引言

随着信息技术的飞速发展，人们开始步入“智能时代”。在“智能时代”里，家居的智能化是一个不可阻挡进程。智能家居作为时代趋势的一个缩影正在迅速的发展，并且对人们的生活产生了深远的影响。智能家居以住宅为平台，兼备建筑设备网络通信、信息家电和设备自动化，集系统、结构、管理、服务为一体的高效舒适安全便利环保的居住环境。

1984年在美国出现了世界上第一幢智能使建筑，随后在北美，西欧和东南亚等一些地区，各种各样的智能家居开发方案相继问世，并且投入实践应用。我国于上个世纪90年代开始智能家居的研究。本文从总体设计，硬件设计和软件设计入手阐述基于GPRS技术的智能家居开发方案。

2 总体设计

该系统从结构上分为传感模块，控制模块，被控制对象以及用户四个部分。传感模块，控制模块以及被控对象之间通过高频无线传输技术进行数据的交换。控制模块和用户之间通过GPRS技术实现通信。

系统结构图如图1所示：

智能家居系统具有如下功能：

用户进入智能家居控制系统，要进行用户指纹、用户预设问题和用户密码的验证以保证系统的安全性。

系统可以接收用户语音命令和远程的信息指令，并执行用户指令，实现对居家的控制。

系统可以实时全方位的检测居室内各项指标，包括：温度，湿度，光线强度，空气中可燃气体以及烟雾的浓度，家电的工作状态和门窗关闭情况等。并且能够对检测的数据做出相应的处理。

系统工作于安防模式下，实时监测居室内的人员存在状态，若存在，则立即启用摄像装置对人物拍照，并且向用户发送消息，并等待用户回应，根据用户的回应，判断是否报警。

3 硬件设计

该智能家居系统采用以ARM为核心的嵌入式系统开发的计算机技术和自动控制技术。各个传感器和中央处理器以及被控家电之间采用无线通信技术进行数据传输，用户手机和中央处理器之间应用GPRS技术实现通信。具体关系如图2所示：

各类传感器检测外部信息，由高频无线传输器传送给中心处理器，中心处理器对数据进行分析处理，再将控制命令经由高频无线传输器传送至家电控制模块，进而实现对外围家电的控制；或经由串口将信息送至SIM300（GPRS模块），然后由SIM300将信息发送至用户手机。同时用户可以通过手机短信的形式将命令发送，由SIM300接收，再由中心处理器解析，达到远程控制的目的。安全防护模块中包括指纹识别和报警器两大部分，指纹识别用来验证用户身份，报警器负责在相应的情况下报警。

GPRS技术是该智能家居系统实现远程控制的一个重要技术支柱，它是直接面向用户的，这就对系统的安全性和稳定性提出了很高的要求。在保障安全性方面，主要做的工作是防御来自于系统内外的破坏，这里采取了包括信道加密，信源加密等在内的防护措施。稳定性则是指无间断运行。

4 软件设计

软件设计要根据硬件的使用情況进行，由于开发平台的系统是ARM-LINUX系统，该系统支持很多的网络协议，这就对智能家居系统功能的稳定和实时性提供了保障。在本方案中我们应用了TCP/IP协议。GPRS技术和高频无线通信技术是该系统软件设计过程中的两大主要组成部分。其中高频无线通信技术相对应用广泛，相关知识普及程度高，本文将不做重点论述。以下将对GPRS技术做重点论述。

在短信命令发送之前，首先要考虑编码切换问题。在LINUX系统中，中文字符采用GB-2312存储模式。但是GPRS传输数据是要以16位的PDU格式进行编码，为此我们使用了函数（icnov）实现了GB-2312编码格式向16位的PDU编码格式的转换。在编码完毕之后，便可以开始发送信息。在发送过程中，要进行如下几步操作：

等待MC35模块接受到AT指令后的OK响应。

通过AT和CSCA设置短信中心号码及格式然后发送AT+CMCS=

“电话号码”，得到提示符。

向MC35模块发送编辑好的PDU编码并以特定格式结束。得到响应OK.则发送成功，否则发送失败，重新执行上述过程。

软件设计流程如图3所示：

5 结语

本文所介绍的基于GPRS技术远程控制的智能家居的开发方案，在智能家居开发模型的搭建和测试过程中等到了检验，最终验证了该方案的可行性。

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