黄哲锐+曾欣欣+梁同乐

项目概述

行业背景：物联网组成了是新一代信息技术的重要部分。物联网就是物物相连的互联网，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。即建立在互联网基础上的，实现物与物之间进行信息交流和通信的网络。

物联网通过智能感知、识别技术、云技术、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是基于互联网发展的应用拓展，应用创新是发展的关键。安全运行是智能互联系统得以发挥作用的保障。

国家政策：2013年9月，国家发改委、工业和信息化部、科技部三部委联合印发了《物联网发展专项行动计划》。明确将智能家居作为战略性新兴产业来培育发展，将智能家居列入9大重点领域应用示范工程中。（详见发布的《物联网发展专项行动计划》，9大应用领域分别是工业、农业、运输流通、生态环境、交通管理、安全生产、公共安全、城市基础设施管理、智能家居等领域）。

市场背景：目前智能家居应用范围及功能分析。

智能灯光、插座控制。通过多种方式，如手动、遥控、平板电脑、智能手机、个人电脑、定时等方式对灯光插座进行单开、单关、全开、全关以及情景控制。

智能安防监控。实时监控一一通过平板电脑、智能手机实时显示摄像机视频监控画面；将监控视频数据存储在SD卡上；

场景定时。把设置好的场景模式进行定时开启与关闭，让其自动运行。

场景控制。将灯光、窗帘、空调和其它家用电器的若干个设备任意组合，形成场景模式，一键启动，一键关闭。

智慧健康。支持血压计、人体秤、脂肪秤的数据采集、自动生成报表、智能健康诊断、健康建议等功能，报表内容包括体重、脂肪率、水分率、肌肉量、脂肪等级、血压、脉搏。让你远在天边也能及时、随时地关注家中老人的身体健康状况。

综合起来就是三个方面：第一是实现简单的家电控制；第二是安防监控。随着社会的发展，安防是老百姓的刚需；第三是家庭健康监护的产品。

产品思考：智能设备作为职能家具的一部分，每个智能家电或者设备终端拥有各自的智能化功能是，这就需要一个智能家居的中控系统将各个智能家电集成到一个平台上面。需要有一个兼容性强、安全稳定，方便使用的智能家居系统。

产品简介

产品设计思路：随着智能化的应用与发展，生活中逐渐出现了很多实用且方便的智能化系统。现代社会，

移动与无线通信发展迅速。通过研究，我们把红外遥控控制技术、智能路由器和GSM短信功能应用于我们的家庭中，制作一个通过普通遥控器实现近程控制、无线路由器的链接和短信发送实现远程控制的智能系统。

产品创新点：基于GSM网络的智能家居系统采用GSM模块进行短信息提醒，解决了发生问题，用户设备无移动通信链接时无法接受信息的问题。

智能路由器实现用户调控，以单片机为控制核心，进行信息反馈和远程控制，实现了远程报警、远程遥控等功能。更加方便以及可视化。

系统工作原理：图1为智能家居系统的工作原理图。系统在正常工作时处于监控状态，如果传感器检测到异常信号，单片机通过从不同传感器接收到的信号同预先存储在ROM中的数据信息进行对比，判断出异常的问题（如盗窃、火警、煤气等）时，确定发生警情，然后提示信号由串口传送给GSM模块，最后将提示短信发送给用户。或者几秒钟后，用户的手机上就可以接收到报警短信，提醒用户采取措施。另外用户可通过移动端网页，智能路由模块接收，经单片机解码后，驱动系统中的电器控制电路去控制相应的家电，从而实现远程控制电器工作的目的。

系统的主要功能

家电控制功能：接收用户发送来的控制命令，实现短信的译码功能，智能路由器直接控制智能设备实现不同家电工作及停止功能。

自动报警功能：当用户住宅出现异常情况时，系统会自动发送报警短信给预先设定手机号码的用户，按照设定频率发送提示，直至解决问题为止。系统提供备用充电电池，在断电时可继续工作，可以防止部分不法分子利用断电进行盗窃，克服了停电时不能报警等缺点。

主要功能模块

单片机控制模块。系统的控制器选用STC89C54RD+单片机。选用具有低功耗、存储容量大、运行稳定、价格便宜等特点8的位STC89C54RD+单片机。其支持的最高时钟为80MHz.内部包括程序存储器ROM、1kB的数据存储器、16kB的Flash程序存储器ROM、1kB的数据存储器RAM，具有ISP在线编程功能，可节省购买编程器的额外投入，大大减少了开发复杂度。2.2GSM模块

本系统设计使用是可以快速安全地实现数据、语音的传输、短信息服务（sMS）和传真等功能的GSM模块。是Siemens公司的TC35I.TC35I是Siemens公司推出的新一代无线通讯模块，可以工作在GSM 900 kHz和1800kHz两个频段，RS232数据口符合ETSI标准GSM0707和GSM0705。通过独特的40引脚的ZIF连接器，实現电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输；TC35I模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口六个部分组成。TC35I构成框图如图2所示。通过ZIF连接器及50 n天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。该模块向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。

传感器模块。本系统传感器模块由一组功能不同的传感器构成，用于各种异常情况监测。

a.防盗窃使用红外线反射型传感器，将红外线反射型传感器安装在通道的位置或门窗的两侧，当有人进入时红外线反射型传感器就会检测出来，检测信号通过转换电路转换成低电平，然后送去给单片机，单片机对应引脚检测到送来低电平后就会启动防盗报警系统工作。endprint

b.燃气传感器使用金属氧化物半导体传感器（或称MOS）。MOS也可以用来检测毒性水平。它由一个金属氧化物半导体的传感器件（如氧化物Sn02）构成。在新鲜空气条件下，它的电导较小，而一旦接触还原性气体或者易燃易爆气体，电导会增加，引发检测电路电平跳变从而启动报警系统工作。

c.防火使用离子式烟雾传感（SS-668），通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范。烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感，当一定量烟雾进入烟雾传感器的反应腔，引起电路电平变化。离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，为火灾预防和早期发现提供帮助。

硬件接口电路设计。本系统硬件接口电路主要由单片机与GSM模块的接口电路和系统安防电路及控制电路构成。单片机与TC35I的连接图如图3所示，TC35I的数据接口采用串行异步收发，符合ITU-TRS-232接口电路标准，工作在CMOS电平（2.65v）。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可以在300-115×103bps的波特率下运行。由于数据通信电路中TC35I数据接口工作在CMOS电平，而STC单片机工作在TTL电平，工作电压范围一般比TC35I宽，故应在单片机和TC35I之间加电平转换电路。本设计使用TI公司的MAX232芯片为核心，实现电平转换及串口通信功能。

系统软件的设计。系统的软件设计采用c语言编写，系統安防主程序及中断程序流程图如图5所示。系统首先对单片机的串口、中断和TC35I短信模块初始化，STC单片机不断对传感器接口电路的I/O口循环进行检测，当检测到有传感器的开关量变化时，则说明报警信息产生，开中断进入中断处理子程序。

中断处理子程序完成对相应防盗、防火、防煤气泄漏等事件的短信息发送。利用STC单片机通过UART串口向GSM模块发送一系列AT指令，就能实现基于GSM的短信息的收发、查寻和管理。

随着人们生活水平的不断提高，人们越来越注重对家用电器的进行智能化控制和后期的维护的便捷性质。智能家居便随之越来越深得人们的青睐。本设计方案借助于GSM网络通信技术、智能路由操作和单片机的控制功能，实现了安防监控和远程控制。GSM模块与控制电路集成在同一线路板上，提高了整个系统通信的稳定性。更加有安全保障去保护用户的家园。本系统具有实现简单、成本低、适用范围广、安全可靠等优点，除了用于智能家居还可以衍生用于仓库、厂房与花卉大棚等地方的安防监控与电路远程控制等，endprint