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智能家居控制系统的设计与实现
hc360慧聪网电子行业频道 2004-02-20 14:48:36
 
    21世纪是信息化的世纪,各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;也可以在下班途中,预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……;而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标,或者打一个简单的电话。此外,该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能,如果不幸出现某种险情,您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志,智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下,对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制,使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。
1 系统的总体结构及工作过程
    智能家居系统由系统主机、系统分机、服务器和网络接口等部分组成。其中系统主机通过服务器(个人计算机),并通过自己的PSTN公用电话交换网接口电路连入PSTN。其结构图如图1所示。主机与分机通过无线传输组成星形拓扑结构。系统主机通过本地无线传输网络同系统分机进行通讯、传输控制命令和反馈信息。
    该系统正常工作时,和PSTN两种网络进行访问,访问时,本系统可提供一个界面友好的终端软件,用户只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制;当通过PSTN访问时,本系统将为用户提供语音操作界面。其工作流程如图2所示。
2 系统的硬件构成
    本系统的硬件主要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机AT89C52和各种接口电路组成,如图3所示。系统分机由单片机AT89C52和各种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路组成,并由固态继电器控制具体设备,具体硬件组成框图如图4所示。
    通过系统主机的各种接口电路可将主机CPU从繁忙的计算中解脱出来,以便把主要精力运用在控制和信息传递上。系统主机主要依照各个功能电路的输出结果进行逻辑判断和控制命令的输出。系统分机的各种接口电路和主机相似,只是根据设备的不同(传感器单元)有着细节上的变化。下面主要介绍系统主机的各种接口电路。
nRF401 无线数据传输电路
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    无线数据传输电路由Nordic公司的单片UHF无线数据收发芯片nRF401及其外围电路构成。nRF401采用FSK调制解调技术,其工作效率可达20kbit/s,且有两个频率通道供选择,并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码,其天线接口设计为差分天线,因而很容易用PCB来实现。
看门狗电路
    看门狗电路由MAX813L及其外围元件组成。通常,在单片机的工作现场,可能有各种干扰源。这些干扰源可能导致程序跑飞、造成死机或者程序不能正常运行。如果不及时恢复或使系统复位,就容易造成损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时,能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此,,就可以保