基于物联网的智能家居控制系统设计与分析

摘 要：“物联网”能够通过物与物之间进行感知相互关联，对智能家居控制系统进行远程控制，在信息化时代已经来临的今天，通过使用ARM处理器与GPRS技术，实现家庭内部的局域网络，通过AT89C51单片为各控制器终端进行控制，由Zigbee模块进行串联，让用户可以随时随地对智能家居进行控制，本文便为读者分析此种家居系统的设计。

关键词：智能家居 物联网 ARM Zigbee

所谓“物联网”指的是通过物与物之间通过感知这一核心，从而实现其相互关联，因此这项技术又被称为“传感网”。2009年，IBM（国际商业机器公司）公司首先提出了“智慧地球”的设想，到了2009年，温家宝总理也在考察中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心的时候，也指出应当以感知为核心，建立“感知中国”这一目标。届时，物联网也将成为在计算机、互联网以及通信网络后，成为第三次信息产业的浪潮。随着人类文明的进步，科技在不断向前发展着，而且速度愈来愈快，人类社会随着多次科技革命进入到了信息时代。在当下，将信息技术，自动控制技术以及计算机技术结合在一起，成为智能家具控制系统，应用与家庭住宅或建筑，使其成为现代化智能住宅。

一、智能家居简介

智能家居是很早便被科学家提出的概念，然而却一直没有实例去实现这一概念，直到1984年美国联合科技公司在美国的康乃狄克州哈特佛市建设城市广场时，将建筑设备信息化、整合化的概念引入到建筑物中，这时才真正意义上出现了“智能建筑”，也由此展开了如今在全世界范围内，智能家居逐步走向现实的局面，人类步入信息化家具的时代。而随着信息时代的来临，互联网飞速发展，让智能家居与网络紧密的联系在一起，无线网络的应用与发展更让智能家居的信息化技术更上一层楼。

二、系统方案设计

1.总体结构与功能概述。智能家居系统更多的是由六大模块组成，分别是家庭智能控制模块，图像处理单元模块，ARM中央控制平台，GPRS无线通信模块，Zigbee无限传输模块以及英特网通信组成。在这其中，家庭智能控制模块则主要包括三大模块，如智能安报模块，智能远程控制模块以及远程空调控制模块，通过这三大模块能够让智能家居通常运行，而这三大控制模块也通过Zigbee无线传输与ARM中央控制平台进行关联，从而实现一个完整如星形的智能控制网络，并且可以通过ARM中央控制台连接一个摄像头，对家庭内部进行监控。而中央控制台又可以通过GPRS或因特网实现家庭内外部的连接，因此，家庭住户在外可以通过互联网对智能家具掌控，实现更为远程的智能控制。

2.系统硬件。中央控制器一般采用先进的主控芯片，如ARM920T S3C2400，这款S3C2400的主控芯片又采用了TFT/STN LCD触摸屏控制器，这样更有利于传输显示数据，同时产生控制信号，并且有能够显示出水平和垂直数据的屏幕。这个LCD的接口同时能够利用S3C2400进行控制，对内部集成控制器，能够与大多数TFT液晶显示器进行连接，液晶显示器的背光也可以通过IIC接口与IIC主线的衔接进行控制，同时调节其对比度，让人机交换界面通过这一系统得到完整现实。另外S2C2400这一芯片也可以通过总接口线路直接与Flash存储芯片进行连接，用户可以在内部存放系统的启动代码，根文件系统以及内核代码，经过这三部分的运算形成随机存储器，用户可以在其之上执行代码启动，在SDRAM上执行系统程序。并且通过CC2430这一芯片与Zigbee无线传输芯片进行传输，收集各种数据。通过这一系统硬件电路框图与中央控制器相连，最终负责传感器的控制，以及控制器终端节点的控制，进行各种数据信息的接收和传输。

三、各部分构成方式极其功能

1.智能安防模块。这个模块主要是用于室内安全检测的，首先可以通过烟雾传感器对室内空气状况进行监测，随时进行警示，如若房间内出现异样的状况，传感器便会向中央控制器CC2430发送数据信息，并且可以通過智能系统向用户发送警报信息，提醒用户家具安全状况，让安保起到其应有的效果。烟雾传感器不仅能够检测空气中烟雾的浓度，同时也能够有效的检测家具空气中的有害气体以及可燃性较高的气体。对住房中的一切隐患进行全方位的检测，不仅能够提前预防火灾等灾害的发生，同时也能够为用户居住时的呼吸安全进行有效的保障。对家用可燃性气体等进行检测时，比如液化气或者天然气等可燃性气体进行检测，家具则更多的使用TGS813气敏传感器进行检测，确保用户在使用的过程中由于疏忽而造成损失，同时也不会影响用户对其的正常使用。

2.智能照明模块。日常照明控制器的核心控制芯片，采用的是AT89C51单片机，与CC2430采用相同的串口异步通信方式进行信息传递。这一部分主要由6大模块组成，分别为延时选择电路，光照检测电路，热释电传感器以及处理电路，单片机系统和输出控制电路组成。在工作的时候，由光照检测电路和热释电红外线对光照进行检测，并且采集室内人员状况等信息，并且传输到单片机上，而单片机则根据信息对电路和照明进行控制，从而实现对照明的智能控制，不仅方便而且环保。这一模块中也通过Zigbee通信模块收发信息，从而让用户通过手机信息对照明系统进行控制。照明系统用AT89C51单片机作为控制的终端，当外界的光照强时能够让室内的光照减弱，当外界光照弱时能够加强室内照明。

3.空调远程操控模块。这个模块设计同之前一样，Zigbee作为通信模块，通过CC2430进行通信，与空调控制器进行连接，让用户能够通过手机对室内空调主机进行控制，用户在夏季能够在回家之前便通过手机远程操控空调开启，便于其回家享受凉爽。在当下的空调进行设计之时，大部分品牌都采用了HBS作为总线，而智能家居控制系统与空调总线并不能良好的兼容，因此空调加入到智能家具系统中时，需要通过单片机和HBS通信模块进行连接，同时通过MM1192芯片对其进行连接，从而远程操控空调系统。同时在设计单片机时，通过对不同的控制口令进行设计，能够让用户通过不同按键对应不同的系统进行控制，除却开关机外，对温度的控制也可以通过不同的命令进行调节，而控制状态也通过P2口进行连接，用户的控制也能够通过不同的LED发光二极管进行显示，及时让用户得知其状态。

四、结语

智能家具控制系统由ARMS3C2440和ARM-Linux构成，不仅能够更好的控制家居状态，同时也能够时时对其检测，而无线通信模块也能够让智能家居建立起一个通信网络，通过与中央控制平台的连接，实现中央控制平台与各职能控制器终端的通信，而GPRS模块也能够让用户对其进行远程操作，用户不仅能够在远程操作家居进行作业，同时也能够了解家中状况，不仅安全而且方便。

参考文献：

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作者简介：樊晔（1975—），女，汉族，浙江省杭州市人，双硕士，工作单位：浙江省嘉园家居用品有限公司，研究方向：计算机网络及物联。