串口通信在智能家居监控系统中的应用

汪小涵++赵慧娟

摘 要 串口通信是单片机与外部进行数据通信的常用方式，本文以智能家居监控系统为例，介绍了串口通信方式在该系统中的应用。核心控制板接收网络指令，将指令进行转换后通过串口通信传输至单片机控制板，单片机控制板将传输过来的指令进行转换，从而根据指令控制相应的设备完成相应功能。

【关键词】串口通信 核心控制板 单片机控制板

1 概述

随着网络技术的发展，智能家居系统会逐渐的进入家庭，本文提到的智能家居监控系统主要包括以下几个方面：客户端控制软件、Wi-Fi通信模块、核心控制板、单片机控制主板。核心控制板负责进行网络数据的接收与发送以及采集来的视频图像的输出，单片机控制主板负责系统的舵机、电机、灯光、避障等功能，要建立核心控制主板和单片机控制板之间的数据连接，本文采用了单片机的串行口来进行数据的交换。通过串口的数据交换，单片机接收了互联网的客户端软件发送的指令，从而实现对于家庭中的监控系统的移动、聚焦、转向、电机控制、舵机控制等功能。

2 串口输入输出硬件电路

家居监控系统的核心控制板上的芯片STM32F407A9与控制板上的单片机AT89S52进行通信是通过 RS232 串口来实现的。硬件电路的设计来实现单片机的TTL电平和串口的逻辑电平的转换的是MAX232 电平转换芯片。计算机COM串口RS232电平逻辑是使用的-5v和+5V，而一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0 表示逻辑0，然而逻辑1用+5v来表示的，MAX232就是用来进行计算机的电平和单片机之间电平进行转换的，该芯片具备一个DATA发送端和DATA的接收端，接收器的主要作用是将EIA-232-F电平转换成5V TTL/CMOS电平，发送器的作用是将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。

3 串口输入输出软件设计

本系统采用的是单片机AT89S52，单片机控制板主要是通过串口建立和主控制板的通信，通过将采集来的8个字节的数据进行分析，然后控制小车的前后左右运动、云台的上下左右运动、以及机械手臂的各种动作。

下面我们以车灯的开和闭为例来分析一下单片机控制板的整个实现过程，通过客户端软件的车灯的开关按钮发送到了主控制板上相应的网络命令，然后主控制板从Wi-Fi视频模块传输协议获取了7位的16进制字符串FF 00 00 09 00 02 0B，这7位字符的含义如下：1起始位；2地址位；3、4云台和摄像机控制位；5、6云台水平和垂直速度控制位；7校验位2-6字节。这个数据的获取是在主程序的命令ser_receive=SBUF获取的，通过如下判断语句 ：

Reg_4=receive_number[3]；//-0x30；

Reg_5=receive_number[4]；//-0x30；

Reg_6=receive_number[5]；//-0x30；

Reg_7=receive_number[6]；//-0x30；

完成了数组的赋值，然后再到串口再赋值程序中根据如下语句：

if（Reg_4==0x09）

{if（Reg_7==0x0b）comout_temp=91；//comout_temp=91； //灯光开

if（Reg_7==0x0a）comout_temp=92；//comout_temp=92；} //雨刷开

来完成变量comout_temp的赋值，最终到控制语句中完成相应的控制语句：

case 91：witch_led=1；break；case 93：witch_led=0；break；

根据电路得出witch_led=1是车灯亮，witch_led=0是车灯灭。电机控制、云台控制、机械手臂控制的机制都是如此。

下面以小车的移动来说明字符处理程序的功能实现。字符串处理程序主要处理接收到的字符串进行判断再赋值，本程序中主要定义了以下几个变量ucharmovout_temp、ucharcomout_temp、uchar movout2_temp、ucharmovout_four作为数据输出存储变量，同时定义了7个hex数据缓存存储器个uchar Reg_1，Reg_2，Reg_3，Reg_4，Reg_5，Reg_6，Reg_7来进行数据的接收，具体的实现主要采用if语句进行判断，从而进行赋值，比如Reg_4接收到0x08的数据，则小车做出向“上”动作的程序的流程图如图1。

通过程序和流程图可以得出本程序主要是根据串口传输过来的数值进行变量的再赋值，从而根据赋值实现相应的功能。

4 小结

本文主要探讨了串口通信在家居监控系统中的应用，探讨了串口通信的硬件和软件的设计，尤其是对于软件的设计提出了一种简单可行的思路。

参考文献

[1]李现勇.Visual C++串口通信技术与工程实践[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[2]戚伟.一种基于硬盘录像机的可移动家居监控系统设计[J].数字技术与应用，2015（10）.

[3]吴桂祥：应用于网络视频监控系统的嵌入式视频采集与GUI设计.浙江大学 2007（05）.

[4]戚伟.一种带Wi-Fi功能的视频处理板的设计[J].数字技术与应用，2016（06）.

作者简介

汪小涵 （1982-），女，四川省乐山市人。学士学位。现为九州职业技术学院讲师。研究方向为EDA技术、嵌入式技术。

赵慧娟（1981-），女，江苏省泰州市人。学士学位。现为九州职业技术学院讲师。研究方向为数字电子技术、PLC技术。

作者单位

九州职业技术学院 江苏省徐州市 221116