基于嵌入式平台的智能化家居系统设计

2016-02-10刘祥俊

环球市场 2016年24期

关键词：家居嵌入式智能家居

刘祥俊

21021219890115101X

基于嵌入式平台的智能化家居系统设计

刘祥俊

21021219890115101X

时代在进步，经济在发展，科技在进步，人们对于生活质量的要求也在逐年提高。伴随着家居生活水平的不断提高，室内设计也在向着多元化趋势发展，智能家居的问世，让人们看到了便捷、舒适、环保的室内设计风向，但现在智能家居在室内设计上的应用还没有实现大众化。基于此，本文将着重分析探讨嵌入式平台下的智能化家居系统设计，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

智能化；嵌入式平台；家居系统

1 、智能化家居概述

智能家居是现代计算机信息技术与传统家居体系结合的产物。家庭成员可以根据自身需要，通过计算机、网络通讯技术将手机、遥控器与灯光、电视等设备相连，再通过网络化综合智能控制和管理，依照事先设定的指令完成一系列操作，从而方便生活。智能家居作为一个新兴产业，随着智能家居市场的推广普及产业前景必然是光明的。国内优秀的智能家居生产企业越来越重视对智能家居市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。一大批国内优秀的智能家居品牌迅速崛起，逐渐成为智能家居产业中的翘楚。智能家居从人们最初的向往，到今天真实的走进了人们的生活，经历了近12年的发展，经历了一个艰难的过程。

2 、智能化家居系统设计

本系统采用的是模块化的设计。模块化设计方法是以结构模块为单位进行系统设计，通过各个结构模块的组合，实现产品的整体方案设计。采用模块化的目的是为了降低系统复杂度，使系统设计、调试和维护等操作简单化。这既符合本系统的特点，又可根据用户实际需求适当增删相应的功能模块，设计灵活，适用性强。

图1 智能家居系统框架

如图1所示系统架构。红外防盗报警、火灾报警、煤气泄漏监测、防雨自动窗、室温控制、家用电器控制等模块通过无线电，将家居信息数据采集并传送到LPC2210中央控制器，然后LPC2210中央控制器再将这些信息通过GSM网络传送到用户手机，或通过Internet传送到远程PC，实现用户对家居的远程监测。当然，反过来，用户也可以用手机通过GSM网络或者通过远程PC和Internet将控制指令发送到LPC2210中央控制器，再由LPC2210中央控制器通过无线电将控制指令传送到各模块终端。

智能家居系统中利用无线电进行通讯的设备不止一个，想要这些设备之间实现相互交错通讯，就需要所有模块的无线通讯均采用相同的频率进行编码。但这引发了一个问题，到底谁跟谁通讯？因为无线电波的传播是没有方向性的，任何一个模块发送的数据，都会被任何一个其它接收模块所接收。为解决这个问题，程序编写时为每一个模块设定一个地址，通讯的时候就靠这个地址来标识发送端与接收端的身份。约定数据串的前几位为地址码，发送模块发出的是广播信号，可以被每一个接收模块接收，但终端响不响应或者说继不继续往下接收数据就取决于对前面几位地址位的判断。这实质上是在模仿IIC总线的处理方法，但从通讯距离来看相比IIC就有显著的优点。

一般人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件(如图2所示)，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，电后续电路经检验处理后即可产生报警信号。主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10～20米范围内人的行动。