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1、 登陆梦想科技网站 获取更多免费资料 科技改变生活 梦想成就未来 目 录 引言引言 3 3 1 1 绪绪 论论 4 4 1 1 课题背景 4 1 2 智能家居控制系统的概述 5 1 3 课题研究的目的及意义 6 1 4 系统设计主要任务 6 2 2 方案设计方案设计 7 7 2 1 系统总体设计与分析 7 2 1 1 单片机控制部分 7 2 1 2 系统工作流程部分 8 2 2 远程控制设计与分析 8 2 2 1 控制系统设计分析 8 2 2 2 控制要求 9 2 2 3 单元功能模块 9 2 3 传感器信号采集设计与分析 9 2 3 1 防火灾发生传感器 9 2 3 2 可燃气体泄漏传感器
2、10 2 3 3 防盗传感器 10 2 3 4 信号采集设计与分析 10 2 4 GSM 模块的接口与设计 10 2 4 1 TC35 模块组成 10 2 4 2 TC35 模块通信电路 10 2 4 3 TC35 模块与 MCU 连接方式 10 2 5 红外学习遥控设计 11 2 5 1 红外学习遥控的设想 11 登陆梦想科技网站 获取更多免费资料 科技改变生活 梦想成就未来 2 5 2 红外学习遥控的实现 11 3 3 硬件电路设计硬件电路设计 1212 3 1 相关芯片及模块简介 12 3 1 1 MCU SM8952AC25P 简介 12 3 1 2 双音多频收发器 MT8870 简介
3、 12 3 1 3 ISD2500 系列单片语音录放简介 13 3 1 4 固态继电器 SSR 简介 13 3 2 远程控制电路设计 13 3 2 1 振铃检测电路 13 3 2 3 双音频解码电路 15 3 2 4 语言提示电路 16 3 3 电源电路设计 17 3 3 1 5V 开关电源稳压器电路 17 3 3 2 其他电源稳压器电路 17 3 4 TC35 短消息模块电路设计 17 3 4 1 TC35 短消息模块接口电路 17 3 4 2 TC35 短消息模块控制设计 18 3 5 红外学习遥控电路设计 19 3 5 1 红外学习遥控接收电路设计 19 3 5 2 红外学习遥控发送电路
4、设计 19 4 4 软件部分软件部分 1919 4 1 下位机编程 19 4 1 1 主控单片机系统软件设计 19 登陆梦想科技网站 获取更多免费资料 科技改变生活 梦想成就未来 4 1 2 远程控制程序设计 21 4 1 3 短信息发送程序设计 22 4 1 4 红外学习遥控程序设计 23 4 2 上位机 PC 机 编程 24 4 2 1 用户界面的设计 24 4 2 2 串行通信的实现 24 4 2 3 控件 MSComm 使用方法 25 5 5 系统制作及调试系统制作及调试 2626 5 1 使用的仪器仪表及工具 27 5 2 硬件制作与调试 27 5 2 1 系统 PCB 板的设计 2
5、7 5 2 2 系统硬件调试 27 5 3 软件及联机调试 28 5 3 1 主控程序调试 28 5 3 2 短消息发送调试 28 6 6 结论结论 2929 谢谢 辞辞 3030 附录附录 1 1 3232 附录附录 2 2 5454 附录附录 3 3 6262 附录附录 4 4 6363 引言 登陆梦想科技网站 获取更多免费资料 科技改变生活 梦想成就未来 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 本文介绍的数字化家居控制系统可以使得人们可以通过手机或电话在任何时候 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
6、 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 远程监控等多种功能 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 智能家居控制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 实现智能化离不开运算和控制单元 本系统采用 MCU SM8952AC25P 作为主控器件 单片机应用系统由硬件和软件组成 硬件由单片机扩展的存储器
7、输入 出设备以及各 种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成 软件由单 片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成 在单片机应用系 统开发的过程中 应不断调整软 硬件 协调地进行软 硬件设计 以提高工作效率 当系统硬件和软件紧密配合 协调一致 就可以组成高性能的单片机应用系统 本课 题完成了单片机应用系统其开发过程的系统的总体设计 硬件设计 软件设计和系统 调试 根据开发的实际需要 相互协调 交叉 有机的进行 本设计的 MCU 与各个芯 片和模块的接口 各项标准都严格遵循国家有关标准 为以后的产品化提供了良好的 基础 本系统的电话远程控制是基于电话交换网
8、络的国际双音频通信标准 DTMF 通信方式 程控交换信令作为系统控制命令 采用 MT8870 双音频编解码电路实现 单片机通过 MT8870 识别来自电话程控交换机的网络的控制信号 用户只需拨通家中的电话可以根 据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别 远程控制和安防操作 各种 传感器的检测是利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量 再经过单片机进行 数据处理 实现实时测控 短消息发送部分采用基于 SIEMENS TC35 GSM 模块 TC35 modem 和 TI 公司的电平转换芯片 MAX3238 等器件构成的移动终端的硬件电路可以完成 短消息收发等功能 在设计本系统时 面对各
9、种检测对象和大量控制单元 需要利用各种接口标准和 MCU 进行连接 再经过 MCU 进行数据处理 实现实时测控 而此时采用单片机来实现智 能家居控制系统不仅具有采集控制方便 简单 灵活等优点 而且可以大幅度提高采 各模块和芯片的协调性 从而大大提高系统的可利用性 此次系统设计统正是把 MT8870 TC35 modem 与 SM8952AC25P 单片机有机的结合起来 顺利的完成了本设计的 要求 并且实现了学习型远程红外遥控功能 为控制红外家电和设备提供了良好的基 登陆梦想科技网站 获取更多免费资料 科技改变生活 梦想成就未来 础 本系统也可应用于工农业中 实现对无人值守岗位的远程监控等 1绪
10、 论 1 1 课题背景 21 世纪是信息时代 各种电信新技术推动了人类文明的进步 自从 1876 年 Alexander Graham Bell 贝尔 发明电话以来 世界各国的电话网络发展非常迅速 近十年来 中国的固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长 1997 年 8 月局用电话交 换机总容量突破 1 亿门 网络规模跃居世界第二位 2006 年初固定电话用户总数达到 35539 2 万户 移动电话用户达到 40407 2 万户 现代电话网络是由程控交换机进行交 换传输 移动通信也从模拟时代走向了高度数字化时代 它们的性能已经有了很大的 进展 而且可靠性非常高 正是因为通信技术 计算机技术 网络
11、技术 控制技术的迅猛发展与提高 促使 了家庭实现了生活现代化 居住环境舒适化 安全化 这些高科技已经影响到人们生 活的方方面面 改变了人们生活习惯 提高了人们生活质量 家居智能化也正是在这 种形势下应运而生的 智能家居控制系统的主要功能包括通信 设备自动控制 安全 防范三个方面 随着新技术和自动化的发展 传感器的使用数量越来越大 功能也越来越强 各 种传感器都已经标准化 模块化这给智能家居控制系统的设计提供极大方便 电话远程控制作为一较新的课题与常规的遥控方式相比 显示出一定的优越性 不需进行专门的布线 不占用无线电频率资源 避免了电磁污染 同时 由于电话线 路各地联网 可以充分利用现有的电话
12、网 因此遥控距离可跨省市 甚至跨越国家 另外电话属双工通信手段 因此 这可以大大体现出利用电话进行遥控的更大优越性 操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息 从而进行进一步的操作 电话遥控部分课题目前已有涉足者 但是只是还只限于实验室阶段 因而距离实际应 用 尤其是对于日常生活尚有一定的差距 并不能完全体现出电话遥控方式的双工通 信特点 本设计正是针对这一点进行了较大改进 采取单片机智能控制 利用不同的 提示音达到对于不同操作的提示及对受控方状态的信息反馈 从而使操作者能够及时 了解受控方信息 使产品达到交互式与智能化 而且本设计的调试都是在线调试 已 经在电信 铁通的交换机实验并且
13、能够成功的使用移动电话进行操作 短信息服务 Short Message Service SMS 是 GSM Global System for Mobile Comm unication 系统中提供的一种 GSM 终端 手机 之间 通过服务中心 service center 进行文本信息收发的应用服务 其中服务中心完成信息的存储和转发功能 短 信息服务作为 GSM 网络的一种基本业务 已得到越来越多的系统运营商和系统开发商 的重视 基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来 由于 GSM 网络在全国范围内实现 登陆梦想科技网站 获取更多免费资料 科技改变生活 梦想成就未来 了联网和漫游 具有网络能力
14、强的特点 用户无需另外组网 在极大提高网络覆盖范 围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用 同时 他对用户的数量也没有限 制 克服了传统的专网通信系统投资成本大 维护费用高 且网络监控的覆盖范围和 用户数量有限的缺陷 比传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势 加 上 GSM 的 SMS 本身具备的数据传送功能 都使得这些应用得到迅速的普及 利用 GSM 短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能 性能稳定 为远程数据传送和监 控设备的通信提供了一个强大的支持平台 在此以 GSM 网络作为数据无线传输网络 它可以应用在银行 储蓄点机房监控 电信机房动力环境监控 通信行业远端无人值
15、 守站机房监控和远程维护 如移动通信基站 微波站 光纤中继站等 及其他无人值 守点 如仓库 办公楼等 监控及城市公用事业实时监控维护系统像煤气调压站 自 来水 污水管网和热力系统 电力系统城市中电网等情况中 在此本系统采用了 Siemens 公司新一代无线通信 GSM 模块 TC35 是 它设计小巧 功耗很低很大程度上方 便了智能家居控制系统的设计 1 2 智能家居控制系统的概述 登陆梦想科技网站 获取更多免费资料 科技改变生活 梦想成就未来 图 1 1 1 智能家居控制系统示意图 随着社会信息化的加快 人们的工作 生活和通讯 信息的关系日益紧密 信息 化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时
16、 也对传统的住宅提出了挑战 社会 技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变 人们对家居的要求早已不只是物理空 间 更为关注的是一个安全 方便 舒适的居家环境 家居智能化技术起源于美国 它是以家为平台进行设计的 智能家居控制系统是以 HFC 以太网 现场总线 公共电话网 无线网的传输网络为物 理平台 计算机网络技术为技术平台 现场总线为应用操作平台 构成一个完整的集 家庭通信 家庭设备自动控制 家庭安全防范等功能的控制系统 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术 网络技术 控制技术和集 成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统 以此来提高 住宅高新技术的含量和居民居住环境水平 大型的智能家居控制系统通常由系统服务器 家庭控制器 各种模块 各种路由 器 电缆调制解调器头端设备 CMTS 交换机 通讯器 控制器 无线收发器 各种探 测器 各种传感器 各种执行机构 打印机等主要部分组成 1 3 课题研究的目的及意义 智能家居控制系统可以定义为一个过程或者一个系统 利用先进的计算机技术 网络通讯技术 综合布线技术 将与家居生活有关的各种子系统 有机地结合在一起 通过
