基于單片機和CAN總線的智能家居控制系統(tǒng)

　　4 智能家居控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

　　為使程序清晰可讀且運行速率高，本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，由主程序和相關(guān)子程序（如鍵盤掃描子程序、顯示子程序、語音提示子程序、撥號報警子程序、電器控制子程序等）組成。主程序流程如圖2 所示。

圖2 主程序流程圖

　　該程序主要包括安防報警、樓宇對講和電話遠(yuǎn)程控制三個模塊。

　　主程序工作過程為：系統(tǒng)上電復(fù)位后進(jìn)行初始化，待初始化完成，系統(tǒng)分別對警情信號、樓宇對講呼叫信號和電話呼入信號進(jìn)行檢測，如有信號輸入，則進(jìn)入對應(yīng)的處理模塊。在安防報警模塊中，設(shè)置延時程序以消除抖動和誤報警，延時程序主要通過調(diào)用鍵盤掃描子程序?qū)崿F(xiàn)。如果延時完成后仍有警情，則按順序進(jìn)行本地報警、通過CAN總線向中央控制室報警和撥號電話報警，從而實現(xiàn)多點報警的功能，將損失降到最低。

　　樓宇對講模塊中，門口機的呼叫信號經(jīng)CAN總線傳到分機，分機檢測到此信號后，接通對講機振鈴，然后再判斷是否摘機，如沒有摘機信號，則延時再判斷。當(dāng)住戶摘機后，單片機輸出信號控制音頻通信線路的控制繼電器接通，使住戶與呼叫者得以進(jìn)行通話。

　　在通話期間，單片機判斷其是否掛機，如掛機則返回，未掛機則調(diào)用鍵盤掃描子程序，判斷開鎖鍵是否按下，如按下則通過CAN總線和門口機進(jìn)行遠(yuǎn)程開鎖。電話遠(yuǎn)程控制程序模塊的工作過程是當(dāng)有電話呼入時，先檢測是否振鈴4次，再模擬摘機，摘機后放錄音提示輸入密碼。如密碼不正確，則模擬掛機；如密碼正確，則放錄音提示輸入需控制電器的序號，然后檢測其返回的控制信號，并調(diào)用電器控制子程序，進(jìn)行家用電器的開關(guān)控制，完成后模擬掛機。

　　5 結(jié)束語

　　本文設(shè)計的智能家居控制系統(tǒng)充分利用單片機強大的控制功能和CAN總線靈活方便、可靠性高、通信速率高、價格低廉、組網(wǎng)容易等的突出特點，并結(jié)合現(xiàn)有的公共電話網(wǎng)絡(luò)， 對智能家居中各個相對獨立的系統(tǒng)進(jìn)行集成，實現(xiàn)樓宇對講、電話遠(yuǎn)程控制、多點報警等功能。CAN技術(shù)是一種新的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 與現(xiàn)有的成熟的公共電話網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合， 必將在智能小區(qū)的應(yīng)用中逐漸顯示出其獨特的優(yōu)勢。

　摘 要：本文針對智能家居系統(tǒng)集成度低，各系統(tǒng)間聯(lián)系不大的狀況，介紹了一種采用單片機為控制核心的，基于CAN 總線的組網(wǎng)技術(shù)，并結(jié)合公用電話網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計了一種能夠?qū)崿F(xiàn)樓宇對講、電話遠(yuǎn)程監(jiān)控和多點報警等功能的智能家居控制系統(tǒng)。

　　1 引言

　　智能家居于20 世紀(jì)80 年代興起于日本和歐美，于90 年代末進(jìn)入中國，伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高逐漸為國人所了解和接受。目前國內(nèi)的各種智能化系統(tǒng)和產(chǎn)品較多，但各系統(tǒng)相互獨立，集成度較低，彼此聯(lián)系不大。比如樓宇對講系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、家用電器自動控制系統(tǒng)等，都各有自己的終端，沒有統(tǒng)一的智能控制平臺。對用戶而言，這種狀況增加了使用成本和操作的復(fù)雜性；對施工而言，則導(dǎo)致了重復(fù)布線。本文針對此種狀況，設(shè)計一種采用單片機AT89C52 為控制核心，利用原有的電話網(wǎng)絡(luò)，將樓宇對講、安防報警和電話遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)集成起來，形成一個統(tǒng)一的智能控制平臺，并通過CAN 總線組網(wǎng)與門口機和管理機相連，能實現(xiàn)樓宇對講、電話遠(yuǎn)程監(jiān)控和報警等功能的智能家居控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)操作簡單，無需重復(fù)布線，成本有所降低，是一種真正適用于智能家居的系統(tǒng)。

　　2 智能家居控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成及功能

　?。?）樓宇對講系統(tǒng)

　　樓宇對講采用小區(qū)聯(lián)網(wǎng)式系統(tǒng)，在各住宅單元門口及住戶家中安裝對講系統(tǒng)，以實現(xiàn)訪客身份驗明和與住戶對講，以及住戶遠(yuǎn)程控制開鎖的功能，從而有效地防止非法人員進(jìn)入住宅樓。

　?。?）家居安防系統(tǒng)

　　家居安防系統(tǒng)具有防盜、防火、遠(yuǎn)程監(jiān)控及報警等功能。

　?。?）家用電器自動控制系統(tǒng)

　　家用電器自動控制系統(tǒng)的主要功能是控制家用電器、照明等電氣設(shè)備。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)本地集中控制家庭內(nèi)部照明或家用電器，也可以在需要時通過電話遠(yuǎn)程控制家庭內(nèi)部家電設(shè)備，節(jié)約能源。

　　3 智能家居控制系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)

　　智能家居控制系統(tǒng)室內(nèi)分機系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1 所示。該系統(tǒng)主要由單片機及其I /O 口擴展部分、樓宇對講部分、安防報警部分、電話遠(yuǎn)程監(jiān)控部分、與CAN總線連接的節(jié)點部分，以及鍵盤、顯示部分組成。

圖1 智能家居控制系統(tǒng)室內(nèi)分機系統(tǒng)構(gòu)成圖