基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

　　隨著人們生活水平的提高和科技的發(fā)展，家庭智能化已成為一種必然趨勢而深入千家萬戶。家庭智能化即智能化家居（Smart Home），亦稱數(shù)字家園（Digital Family）、家庭自動(dòng)化（Home AutomaTIon）、電子家庭（E-home）、智能化住宅（Intelligent Home）、網(wǎng)絡(luò)家居（Network Home）、智能屋（Wise House，WH）、智能建筑（Intelligent Building）等。它是利用計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力自動(dòng)化、信息、結(jié)構(gòu)化布線、無線等技術(shù)將所有不同的設(shè)備應(yīng)用和綜合功能互連于一體的系統(tǒng)。它以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)家電、通信、家電設(shè)備自動(dòng)化、遠(yuǎn)程醫(yī)療、家庭辦公、娛樂等功能，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的安全、便利、舒適、節(jié)能、娛樂、高效、環(huán)保的居住環(huán)境。其從控制層次來分，一般由中央控制中心、家居智能控制終端、小區(qū)智能控制系統(tǒng)、家庭網(wǎng)關(guān)和外部網(wǎng)絡(luò)幾部分組成。

　　1 智能家居系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　家居系統(tǒng)主要由智能燈光控制、智能家電控制、智能安防報(bào)警、智能娛樂系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等組成，框圖如圖1所示。

　　圖1 智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　2 系統(tǒng)主要模塊設(shè)計(jì)

　　2.1 照明及設(shè)備控制

　　智能家居控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制和集成技術(shù)建立一個(gè)由家庭到小區(qū)乃至整個(gè)城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)。系統(tǒng)中照明及設(shè)備控制可以通過智能總線開關(guān)來控制。本系統(tǒng)主要采用交互式通信控制方式，分為主從機(jī)兩大模塊，當(dāng)主機(jī)觸發(fā)后，通過CPU將信號發(fā)送，進(jìn)行編碼后通過總線傳輸?shù)綇哪K，進(jìn)行解碼后通過CPU觸發(fā)響應(yīng)模塊。因?yàn)橹鳈C(jī)模塊與從機(jī)模塊完全相同，所以從機(jī)模塊也可以進(jìn)行相反操作控制主機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)交互式通信。系統(tǒng)主框圖如圖2所示，系統(tǒng)主從模塊的程序流程圖如圖3所示。其中主機(jī)相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。

　　圖2 燈光及家居設(shè)備控制框圖

　　圖3 系統(tǒng)模塊程序流程圖

　　對于燈光控制，可以形成不同的燈光情景模式，以營造舒適優(yōu)雅的環(huán)境氣氛。為了提高系統(tǒng)的可維護(hù)性及可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使系統(tǒng)具有智能狀態(tài)回饋功能、故障自動(dòng)報(bào)警功能、軟啟動(dòng)功能。系統(tǒng)能自動(dòng)檢查負(fù)載狀態(tài)，檢查壞燈、少燈，保護(hù)裝置狀態(tài)等；也可以根據(jù)季節(jié)、天氣、時(shí)間、人員活動(dòng)探測等作出智能處理，達(dá)到節(jié)能目的。

　　對于其他家電設(shè)備及窗簾控制，與照明控制類似，均可采用手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式。

　　2.2 智能安防及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　智能安防系統(tǒng)主要由各種報(bào)警傳感器（人體紅外、煙感、可燃?xì)怏w等）及其檢測、處理模塊組成。入侵檢測報(bào)警電路及其他火災(zāi)、燃煤氣泄漏報(bào)警電路類似，其中入侵檢測報(bào)警框圖及電路如圖4所示。

　　圖4 入侵檢測報(bào)警框圖及電路

　　圖4中，DTMF（雙音多頻）收發(fā)電路如圖5（a）所示，其核心芯片為MT8880，可接收和發(fā)送DTMF全部16個(gè)信號，具有接收呼叫音和帶通濾波功能，能和微處理器直接對接。其自動(dòng)摘掛機(jī)可以通過單片機(jī)I／O口控制一個(gè)繼電器的開關(guān)，繼電器的控制端連接一個(gè)電阻接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。

　　GPRS通信模塊——TC35模塊主要通過串口與單片機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對TC35模塊的控制，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。電路如圖5（b）所示。

　　圖5 接口電路