1、基于 GSM 智能家居控制系统的设计 摘摘 要要 论文中介绍了一种智能家居控制的新方法， 详细的论述了 系统的组成及实现原理。以 STC12C5A60S2 单片机作为主控制芯片， 使用 GSM 模块 TC35i 发送短信息和接收短信息， 实现了手机终端和智 能家居控制系统远距离全双工通信。使用红外热式传感、MQ2 煤气传 感器、MQ5 烟雾传感器采集家中的安全信息并将险情发送至用户的手 机上。系统可以用手机短信定时控制家电，也可以利用 VB 上位机通 过 CC1100 无线传输模块定时控制家电。 关键词关键词：智能家居；单片机；远程控制；GSM 1 引言 随着通信技术、嵌入式技术、网络技术的迅
2、猛发展，生活节奏不 断加快使人们对智能化的家庭居住环境提出了更高的要求。 目前市场 上各种智能化家居控制系统的产品层出不穷， 其中大部分产品是以电 话线作为载体的，对电话线的依赖较高。但目前现状是电话家庭用户 的数量正逐步减少，且电话线路容易遭到破坏，同时受到地区限制， 故这种智能化家居产品中有存在一定的局限性和安全隐患。但随着 GSM 移动网络通信的普及和移动通信应用领域不断扩大以及手机用 户的日益增多， 为利用 GSM 网络研制智能化家居系统提供了一种新 的途径。 2 系统的设计要求 2.1 系统的设计要求 系统设计要求主要有： （1） 能够用 PC 机和远程终端定时和立即控制多路家电的电
3、源 开关； （2） 具备监控家庭中的安全信息并能把险情随时通知用户。 2.2 设计的基本思路 设计一个实用智能化家居控制系统，按照系统设计的基本要求， 可分为 5个主要模块，分别是：远程控制模块、液晶显示模块、无线 射频 CC1100 模块、实时时钟模块、六路继电器控制模块。 其中远其中远 程控制模块是使用短信息或者电话远程控制家用电器 （包括定时和立程控制模块是使用短信息或者电话远程控制家用电器 （包括定时和立 即控制） 。即控制） 。 CC1100 模块是实现上下位机数据中转， 因此模块是实现上下位机数据中转， 因此 PC 机可以实机可以实 现现短距无线传输控制家电。 实时时钟模块为定时控
4、制家电提供时间参短距无线传输控制家电。 实时时钟模块为定时控制家电提供时间参 考，系统实现的大部分功能需要软件控制。考，系统实现的大部分功能需要软件控制。 2.3 系统方案比较 2.3.1 主方案比较 方案一：以电话线为通信载体的远程控制 电话远程控制是使用电话线传递国际统一使用的双音频通信标 准 DTMF1信号的控制方式，发送方需要将发送的按键信息转换成一 对双音多频信号并传送到电话线等传输电路,接收方需要将接收到的 双音多频信号还原成按键信息， 从而达到信息传送和交流的目的。 目 前广泛采用 MT8870 芯片实现双音频编解码，单片机通过 MT8870 识别来自电话程控交换机的识别来自电话
5、程控交换机的网络控制信号以实现远程控制。网络控制信号以实现远程控制。 方案二：使用商用移动通信进行远程控制 GSM 网络是覆盖方位广、手机用户多、最可靠、最成熟的商用 移动通信网络，采用该网络可以实现中文短消息或电话形式提醒用 户，直接把报警的情况信息反映到用户手机屏幕上。 方案一中信息的发送需要电话线传输， 其对电话线的依赖程度很 高，当电话线出现通信故障时系统会出现崩溃。同时电话线受线路布 线和地区的限制，使用不方便。GSM 网络在通信范围等方面有着巨 大的优势。所以系统选择方案二。 2.3.2 主控制器比较 方案一：以 AT89S52 单片机为主控制芯片。 方案二：以 STM32 系类
6、CortexM3 内核为主控芯片。 方案三：以 STC12C5A60S2 为主控芯片。 AT89S52 是 ATMEL 公司的基本型单片机，其片内资源较少， RAM 为 256B，程序存储器的容量为 8K、定时器有 3 个，同时含有 一个全双工 UART 串口等、 但单片机内部时钟周期为晶振周期的十二 分之一， 指令处理的速度相对较慢，同时在系统设计中多数实现的功 能是通过软件实现的。所以使用此种单片机的 RAM 可能会不够用。 STM32 为目前市场上比较流行的 32 位 ARM 处理器，价格比 STC12C5A60S2 贵很多，片内资源较多，处理速度较快，但是开发环 境比较复杂，同时很多资源本次设计用不到会造成资源的浪费。 STC12C5A60S2 片内资源比 AT89S52 丰富很多。其主要片内资 源有 1280RAM、 可以设置 I/O 的工作模式，最多可使用 44 个 I/O 口、片内同时含有掉电不丢失的用户程序存储区、看门狗复位电路、 4 个 16 位定时器， 可以使用定时器资源设置为 2 路 PWM、CCP 功 能、中断资源丰富，含有 7 个中断源、2 个串口、
