一種基于GSM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言
隨著生活節(jié)奏的加快，生活水平的提高，人們對現(xiàn)代家居的安全性、智能性、舒適性和便捷性提出了更高的要求。智能家居控制系統(tǒng)就是適應(yīng)這種需求而出現(xiàn)的新事物，正朝著智能化、遠(yuǎn)程化、小型化、低成本等方向發(fā)展。如今手機(jī)已經(jīng)十分普及，如何讓普通百姓只需要增加少量投入便可以通過手機(jī)遠(yuǎn)程遙控自己家中的電器設(shè)備，遠(yuǎn)程查看設(shè)備或安防系統(tǒng)狀況。同時，一旦家中發(fā)生煤氣泄露、火災(zāi)、被盜等安全事故時能夠立即獲知警報，及時處理。為此本文提出了一種基于SMS 和Atmega128 的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
本文所設(shè)計的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由CP U 模塊、短信收發(fā)模塊、電源模塊、時鐘模塊、LCD 顯示模塊、鍵盤模塊、驅(qū)動模塊、無線收發(fā)模塊、檢測模塊等模塊組成，如圖1 所示。系統(tǒng)的工作原理如下：用戶通過手機(jī)將控制或查詢命令以短信的形式通過GSM 網(wǎng)發(fā)送到短信收發(fā)模塊，CPU 再通過串口將短信讀入內(nèi)存，然后對命令分析處理后作出響應(yīng)，控制相應(yīng)電器的開通或關(guān)斷，實現(xiàn)了家電的遠(yuǎn)程控制。CPU 定時檢測煙感傳感器、CO 傳感器、門禁系統(tǒng)的信號，一旦家中發(fā)生煤氣泄露、火災(zāi)、被盜等險情時，系統(tǒng)立即切斷電源、蜂鳴器警報并向指定的手機(jī)發(fā)送報警短信，實現(xiàn)了家居的遠(yuǎn)程監(jiān)視。為了達(dá)到更人性化的設(shè)計，當(dāng)用戶在家時可通過手持無線遙控器控制各個家電的通斷，通過自帶的小鍵盤設(shè)定授權(quán)手機(jī)號碼、權(quán)限和設(shè)定系統(tǒng)的精確時間等參數(shù)。LCD 用來實時顯示各電器狀態(tài)和各個傳感器的狀態(tài)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
3 硬件系統(tǒng)設(shè)計
CPU 選用Atmega128 單片機(jī)，它是基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的8 位低功耗CMOS 微處理器，具有性價比高、功耗小、可靠性高等特點。短信收發(fā)模塊選擇廈門桑榮公司的Saro310 GSM Modem.傳感器選擇香港嘉永公司的SS-168 煙感探測報警器、HD-111 家用CO 探測報警器。它們在檢測到危險信號時輸出開關(guān)量信號，能及時準(zhǔn)確地向CPU 發(fā)出報警信號。LCD 顯示模塊選用LCD12864 帶中文字符型液晶顯示屏，它自帶漢字字庫， 只用查詢中文字庫表便能實現(xiàn)LCD 的中文顯示， 占用CPU 管腳少，只需三個管腳便能完成通訊和控制。

圖2 系統(tǒng)主要模塊原理圖。
鍵盤模塊采用了一個4 × 4 的小鍵盤。開關(guān)驅(qū)動模塊實現(xiàn)弱電對強(qiáng)電的控制。因為本系統(tǒng)中有較大功率電器，在啟動時電流會較大，可能會達(dá)到10A,因此采用了2JB0.5-1 型固態(tài)繼電器。時鐘模塊選用DS1302 時鐘芯片， 為CPU 提供實時時鐘。它采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能， 編程簡單，功耗小。無線收發(fā)模塊選用超外差雙向無線接收模塊JL-RT01A.電源模塊由插頭引入220V 交流電源，經(jīng)過220V/36V/12V 變壓器降壓，整流橋整流， 二級電容濾波， 三端穩(wěn)壓芯片7 8 L 0 5 和78L24 穩(wěn)壓后，分別為核心板和接口驅(qū)動模塊提供5V和24V 供電。

圖3 主程序流程圖。