智能家居控制系统的研究设计

江珊珊

【摘 要】本文首先介绍了智能家居控制系统的相关概念，分析讨论了发展方向，同时对结构设计进行了简要介绍。

【关键词】智能；安全；控制系统

随着网络的高速发展和互联网的全球覆盖，目前基于Internet的网络和控制结构是未来智能家居的主要构造方式。整个智能家居结构的核心是Internet。以互联网为中心，在家庭网络连接下，结合了包括家居控制、信息服务、通讯交流、商务、娱乐、教育、医疗保健、移动通讯，多种多样的而且数量巨大的智能家居系统的解决方法。

1 研究内容及意义

（1）本研究的设计是基于智能基于GSM网络的家庭报警系统，采用门磁传感器、人体传感器、温度传感器和气敏半导体传感器等组成传感器网络，能够准确无误的检测出警情信号。如果有警情发生，智能家居报警系统能及时有效地探测各种警情信息并以电话语音通话或短信息消息（SMS）的形式立即将警情消息发送给用户手机上。此时，用户通过收到的短信消息进行相应的防护措施来保护自己的财产安全，从而使得自己的损失降到最低，与此同时，智能家居报警系统中还加人了实时时钟芯片，通过实时时钟芯片来记录警报消息的时间。该系统除了可以实现防盗和报警功能的，家居用户还可以通过SMS具有的双向数据通信的功能，可以使得用户通过短信息形式及时查询室内各个仪器设备的环境状态及智能家居报警系统系统的运行信息，根据自己家居环境的实际需求控制家用电器设备的关闭和运行，比如测量与控制家居室内的实时温度。

随着信息技术的不断发展，作为信息技术产物的智能家居报警系统也在发生巨大的变化。同时，智能家居系统的管理模式也会相应的发生调整。这些将进一步加速智能家居改革和升级。智能家居报警系统属于智能家居系统中一个最重要的组成部分，对于提高普通家庭人们的生活水平质量有着非凡的意义。其中，智能家居报警系统能够实现家居火灾的发生、非法陌生人员的闯人以及煤气的泄漏等现象实现自动报警，为人们的生活和工作提供安全保障，成为一个非常有实用价值的服务系统。在这个什么都讲究绿色环保的时代里，家居的环保可谓是重中之重。智能家居报警系统就可以发挥出巨大的用处。为用户提供最好的方案，可以让户主对其住处的控制更加方便，更加安心，更可以为家庭的节约方面做出不小的贡献。

2 结构设计

2.1 网络安全

伴随着远程报警技术的推广及其应用的普遍，相关部门逐渐认识到了网络安全的严峻性，即将发布的智能家居相关的国家标准已经关注到远程操控的安全这个难以解决和存在风险的关键问题，使得家居用户在技术上防范以后的网络入侵家居系统，从而让家居用户能安心地使无线技术不断进步和日益普及以及GPRS网络信号普遍存在性，且其成本已经降低到用户可以接受的地步，家居用户可以利用网络信号GPRS的性能来便捷的实现远程监控系统，包括远程监控和控制通信，不仅使该系统易于安全维护。

2.2 防盗技术

对于报警系统来说Internet与GSM网络信号是两个非常好的的选择。但对于Internet的报警技术，由于它的使用成本太高，这对于普通家庭来说，根本无法实现普及使用的界面。相反，对于以GSM网络为基础的智能家居报警系统，用户可以通过手机于短信服务和语音通话方式，来实现了对家居仪器设备的监控，这样就避免了传统报警方式存在的漏洞，对于以GSM网络为基础的智能家居报警系统具有较快的传输速度、不占用带宽、较低的费用、简单方便的操作等优势。

2.3 系统体系结构介绍

本文研究了家庭智能报警器通过一个点对点短消息服务和语音服务业务，结合单片机技术和移动技术GSM通信技术，实现STC89C52单片机和模块TC35i之间的相互连接。家居用户可以通过智能家居报警系统可以随时监听和监控家居范围内的环境信息。当系统中的STC89C52单片机监测到人体传感器、门磁传感器、和温度传感器等模块有警情信号输出，并且该系统正处于设防的状态时，STC89C52单片机将会呈现中断状态，然后单片机从存储器读取手机号码，第一时间通过TC35I模块向用户手机发送报警信息，包括发送短信息报警和播放电话语音通话，从而使用户及时得到信息并报警。

家居用户可以使用键盘完成自己的移动手机号码，密码和家居报警系统的时间的设置。TC35i模块接收到家居用户手机反馈的短消息信息后，通过STC89C52单片机来对控制模板对短消息信息命令进行分类解密，让您根据相应的短消息掌控全部家用电器使用命令，并随时获得电器的运行状态。通过以上分析可以得知，智能家居报警系统采用了单片机对用户短消息信息解码和实现系统的控制功能，对用户报警信息内容进行分析解密，对各种家用设备的运行状态加以控制。该系统包括六个模块，它们是单片机，传感器，GSM，液晶显示模块，键盘和电源。本（下转第71页）（上接第85页）文研究的智能家居报警系统，主控制平台选择STC89C52单片机，同时，各个传感器检测到报警信息时，单片机产生中断信号在发送，从而会激活系统的报警功能。同时，STC89C52单片机可以利用系统自带的双向串口向GSM模块发送相应的AT指令，从而使得系统向家居用户发送相应的报警信息。当人体红外传感器感应到有人非法混入或者进入家居环境时，系统中的MCU可以通过发送相应的AT指令使得报警模块向家居用户发出警报信息，同时使用方便快捷的GSM移动网络，会以最通用的短信方式，迅速把异常的信息发送到家居用户的手机上。

智能家居报警系统中远程安全监控仪的供电采取电转换加蓄电池替补的双重模式，目的是保证出现断电故障时，仍然可以正常的进行工作。远程安全监控仪的信息传递载体为程控电话线路，可以实现与家居用户移动电话终端的互联工作，并且能够利用线路电压监测功能探测用户线路是否被盗用的情况。系统中的远程安全监控仪器采用模块化设计，其中，传感器模块的门磁传感器的UO接口模块可以用于监测门窗的打开和关闭情况；人体红外探测模块适用于探测人体移动的热释电；尤其是火灾的探测工作则使温度检测模块和可燃性气体接口模块。除此之外，智能家居报警系统中有自动增益的监听模块和设置了实时时钟模块。数据记录和实时时钟模块的比较分析可以提供精准的时间；此外，在家用电器设备的开关控制器模块中，为了实现对照明，通风等系统的精确控制，我采取的是继电器输出的方式。

目前，因为GSM模块的智能和方便，在广泛的工业应用领域都有许多不同的应用。例如，在道路上的车载监控系统，就是用GSM模块将车辆行驶的GPS数据上传到车辆管理中心；在电力、水务方面，通过GSM模块实现的远程智能抄表，就可以时刻查询用户使用的电量和水量，像什么无线报警系统和个人跟踪器等等的芯片都或多或少的安装了GSM的模块。可以肯定的说，伴随着GSM网络的不断完善和成熟，GSM模块的应用就会走的越来越远。

【参考文献】

[1]李书骏.网络安全控制防护方案的设计与实施[J].科技展望，2016.

[2]孙晓辉.智能安全防護系统的设计与实现[D].兰州理工大学，2012.

[3]马海虎.浅析家居安全检测系统的设计[J].通讯世界，2017.

[4]张彬.高校数字化校园安全防护与管理系统设计与实现[D].电子科技大学，2015.endprint