基于宽带载波及蓝牙技术的家居智能组网控制

张君磊

青岛方川置业有限公司 山东青岛 266000

1 智能家居系统中家居无线控制与组网技术的产生背景

随着科学技术的高速发展，把不同的技术集合在一起进行应用是当今社会的发展趋势。如今，随着生活水平不断提高，人们对自己在生活环境已经开始越来越关注，特别是人们最在意的家居环境，已经开始在传统的家居环境上追求家居环境的舒适化、人性化。智能家居系统概念正是在人们对家居环境舒适化、人性化的不断追求下孕育而生的。这些年随着电脑技术，通信技术，控制技术的不断发展，开始不断出现智能化产品，如智能仪表，智能电器，智能机器人，智能汽车，智能化小区、智能化大厦、智能化城市等各种具有不同智能化程度的产品、设备、工具，并且呈现高速发展的状态。人类社会正在向着人性化，智能化的社会发展。智能家居系统也开始经常的出现在人们视野中，智能家居系统最早被定义于美国，把不同的家居设备，如通信设备、家居电器、安防装置等通过电脑技术，通信技术，控制技术的综合应用组成一个家居控制网络，在这个家居控制网络中协调工作。并且智能家居系统应具备与英特网，GPRS网络互通的功能，通过这个网络可以实现家居环境的远程监控，家居设备的远程控制以及家居环境与家居设备的智能化联动，实现家居环境的人性化，智能化。在传统家居的基础上，智能家居系统给予人们舒适化、节能化、以及人性化的居住环境；将一些家居环境中原本只能被动激活的家居设备转变为具有一定人性化的设备，提供与家居控制器通信功能，使家居环境和外部环境可以交互通信，方便人们的日常生活，便于充分的利用时间，使家居生活环境更加安全节能。

2 总体设计

如图1所示，智能家居控制系统以LPC1768微处理器为中心，此后由蓝牙无线模块收集的家庭信息被处理并通过蓝牙传输到微处理器核心LPC1768，并在数据处理后直接输出到LCD显示器。同时，智能家居控制系统具有GSM无线通信模块，用户通过远程手机终端查询家庭信息，控制家电终端，并在异常情况下向预设号码的手机卡发送信息可以传输。家庭系统可实现远程检测和控制。

图1 总体设计图

家庭的每个功能模块主要具有内置在蓝牙模块中的蓝牙模块和主芯片LPC1768的蓝牙模块，并且每个模块可以粗略地设置如下：

（1）家庭温、湿度、气体监测LPC1768室内温度，湿度和气体通过蓝牙模块周期性地检测，空调比较该阈值，加热，加湿器，并控制通风开关，超过阈值时，GSM模块发送警告信息。您可以通过手机向中央控制器发送短信，查询和控制实时环境参数。（2）安全和窗帘等自动化系统。安全系统和窗帘控制系统安装在所述访问控制和窗口，当报警发生时，一个报警消息经由GSM模块向用户的移动设备发送的，则可以在移动电话上控制窗帘开关。（3）智能家电。它的主要功能是检测器具的操作状态经由蓝牙模块第一设备LPC1768控制中心蓝牙模块通信所在，接下来通过GSM通信模块的用户我们用手机交换信息。家电无线控制

3 基于宽带载波及蓝牙技术的家居智能组网控制

3.1 上位机程序设计

上位机软件采用LABVIEW编写，程序包括老人照明控制模块，窗帘电机控制模块和红外光源安全检测模块。

（1）上位机设计流程。编程过程如图2所示。首先初始化程序变量，设置串口，设置波特率，数据位和其他参数。在主循环中接收串行数据，并对接收的数据执行数据处理功能。在另一个循环中检测到键事件，并将按下的键的键值发送到ZigBee主控制器。

（2）上位机程序设计。智能家居系统包括串口程序，按钮处理器模块和马桶信息处理模块。串行端口程序包含最基本的串行端口设置，串行端口读写和串行端口关闭过程。将串口波特率设置为9600，将数据位设置为8。如图2所示。

在按钮处理程序中，设置将按钮的值改变为事件触发功能的时间，并且在每个相应的按钮触发时间通过串行端口发送命令数据。如图3所示。

图3 按键事件处理程序

在老人如厕的数据处理过程中，下面的计算机检测到老人已进入厕所，将老人的数据发送到上述计算机，上位机开始计时，老人从厕所里抽出时间如果您没有收到传出信号，主机会发送警报并将数据发送到从属计算机的主控制器。主控制器通过连接的GSM模块通知老人的子女。

上位机程序如图4和5所示。在这个过程中，主机接收老人的厕所数据的输入，在老人进入厕所的人机界面上显示，如果老人仍然在这一点，花费时间在主循环老人的厕所标志设置为TURE。标志位将旧标志设置为FLASE并清除时序。

图4 老人如厕数据处理程序

（3）上位机人机界面设计。界面左侧是灯光控制的虚拟按钮，中间的一个是电子窗帘的控制按钮，右侧是老人厕所的马桶时间。当超过设定的上限时，系统发出警告信息。

图5 老人如厕计时程序

总之，随着我国电力事业的迅猛发展，载波通信技术作为现阶段电力电网系统中应用最广泛的通信方式，也得到了显著的提高。表明基于按键的广播算法和采用NV保存数据的算法能够有效的实现设备网络之间的通信，并且大大的提高了节点组网的可操作性，在实际的智能家居应用过程中，能够给用户带来更好智能体验。但是在大型的网络规模中，网络的环境比较复杂，影响网络的因素可能会增加，因此该算法还需要进一步的探讨和改进。