智能家居远程控制系统

下载后可任意编辑 智能家居控制系统 目 录 引言3 1 绪 论4 1.1课题背景4 1.2智能家居控制系统的概述5 1.3 课题讨论的目的及意义6 1.4 系统设计主要任务6 2 方案设计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 2.5.2 红外学习遥控的实现11 3 硬件电路设计12 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设计19 4 软件部分19 4.1 下位机编程19 4.1.1 主控单片机系统软件设计19 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 系统制作及调试26 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27 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 结论29 谢 辞30 附录132 附录254 附录362 附录463 引言 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；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，假如不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步实行行动。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，本系统采纳MCUSM8952AC25P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、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，采纳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；短消息发送部分采纳基于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。而此时采纳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 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进展非常迅速，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，2024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、网络技术、控制技术的迅猛进展与提高，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进展，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