1引言
在信息化時代，不管是手機還是家電產(chǎn)品都逐漸融入網(wǎng)絡(luò)中，信息家電是將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)融入到傳統(tǒng)的家用電器，使之成為具有信息訪問、獲取、存儲、處理、聯(lián)網(wǎng)等功能的消費類電子產(chǎn)品。信息家電的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的家電控制方式，不僅可在本地對其進(jìn)行控制，而且還可通過Internet網(wǎng)絡(luò)控制家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)家電設(shè)備。由于手機和PC機的普及，采用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)使智能家居成為可能。
2智能家居控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計
智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)由兩大部分組成：以PC為核心的家庭主監(jiān)控中心及分散于各監(jiān)控點的，以單片機為從控制中心的智能家電和監(jiān)控設(shè)備前端系統(tǒng)；以移動電話作為遠(yuǎn)程控制器，利用互聯(lián)網(wǎng)作為橋梁實現(xiàn)遠(yuǎn)程異地控制。
系統(tǒng)功能實現(xiàn)是監(jiān)控中心PC通過單片機監(jiān)控軟件實時循環(huán)采集各項數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時，系統(tǒng)通過短信或圖像等報警方式給用戶發(fā)送信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急程序進(jìn)行處理，如煙霧、煤氣檢測異常等。用戶也可通過手機或計算機利用因特網(wǎng)瀏覽器訪問控制器站點對智能家電進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，如空調(diào)/電熱水器的開啟／關(guān)閉及其溫度設(shè)置等。
3系統(tǒng)硬件設(shè)計
硬件系統(tǒng)包括以智能手機為主的遠(yuǎn)程控制部分和以家庭PC機為主的家庭控制中心兩部分。
3．1遠(yuǎn)程控制終端
隨著智能手機的發(fā)展．其功能迅速增強。在2006年“科博會”，諾基亞稱其高端手機為“多媒體電腦”，并展示其強大功能：視頻通話、移動電郵、多人聯(lián)機游戲、即時影像、無線支付等增值服務(wù)，并強調(diào)手機將成為人們登錄互聯(lián)網(wǎng)索取信息的主要工具。未來智能手機功能將更強大，如GPS、開源操作系統(tǒng)、電視驗證接入、家庭基站等。目前3G正加快移動網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)間的融合，使手機不斷朝PC化方向發(fā)展。
無線應(yīng)用協(xié)議WAP(WirelessApplicationProtocol)是在數(shù)字移動電話、因特網(wǎng)或個人數(shù)字助理機(PDA)、計算機應(yīng)用之間進(jìn)行通訊的開放式全球標(biāo)準(zhǔn)，通過WAP可將Internet的大量信息及多種業(yè)務(wù)接人到移動電話、PDA等無線終端中。這使得手機訪問用戶終端PC機成為現(xiàn)實，只需對其安裝相應(yīng)的軟件，并對終端PC機作相應(yīng)的訪問設(shè)置即可。用戶通過注冊的用戶名和密碼登錄智能家居控制中心PC機，獲得管理的終端編號(可有多個設(shè)備)，然后選擇一個所需的控制終端，實現(xiàn)用戶進(jìn)程與所屬智能家居數(shù)字終端硬件網(wǎng)卡(MAC碼)的綁定。從而利用智能手機通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對智能家居終端的遠(yuǎn)程控制。
3．2家居終端設(shè)備的硬件設(shè)計
一般智能家居的安防設(shè)備主要指煙霧火警、煤氣檢測、監(jiān)控攝像、電源過流／過壓檢測、緊急呼救裝置及被監(jiān)控設(shè)備的斷/合裝置等，而智能家電指嵌入式的空調(diào)、冰箱、彩電、電熱水器等家電產(chǎn)品。以PC機為主監(jiān)控器，通過單片機將其他各監(jiān)控模塊連接起來，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。以消防設(shè)備火災(zāi)探測報警器Sn-828-2PL(聯(lián)網(wǎng)型)為例說明(其技術(shù)參數(shù)見表1)。
光電有線煙霧探測器的功能特點有：采用微處理器控制；自動復(fù)位／斷電復(fù)位可選；紅外光電傳感器；聯(lián)網(wǎng)輸出N．C．/N．O．可選；LED指示報警；金屬屏蔽罩，抗電磁干擾；環(huán)境適應(yīng)性強；SMT工藝制造，穩(wěn)定性強；防塵、防蟲、抗白光干擾設(shè)計。PIC16F873型單片機具有哈佛總線和RISC結(jié)構(gòu)，4KBFlash程序存儲器，192B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM，14種中斷源，8級硬件堆棧，片內(nèi)集成同步串行口SSP(SPI和I2C)及同步、異步收發(fā)器(USART)以及看門狗電路等。另外，單片機內(nèi)部具有5通道10位精度的A／D轉(zhuǎn)換器，可滿足系統(tǒng)對模擬信號轉(zhuǎn)換的精度要求。片內(nèi)128B的E2PROM可用作系統(tǒng)掉電保護，從而無需外接E2PROM掉電保護電路，節(jié)省了系統(tǒng)資源。因此，本設(shè)計選用PIC16F873作為各種檢測器和智能家電的控制核心。圖2為煙霧監(jiān)控模塊電路。
圖2中，在單片機與火災(zāi)探測報警器Sn-828-2PL的接口電路中，光電有線煙霧探測器將輸出信號接至PIC16F873的RA0引腳，相對煙霧信號以直流電壓／電流信號的形式接至PIC16F873的RA0腳，PIC16F873完成A/D轉(zhuǎn)換，并在單片機內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)程序的處理，從而實現(xiàn)監(jiān)控。