3.2 硬件設計（系統(tǒng)方塊）
本系統(tǒng)主要由Atmega1282為核心的單片機最小系統(tǒng)、主控底板、蓄電池（電源）系統(tǒng)、外圍傳感器、L298N副控制板（電機驅(qū)動電路）、步進電機、無線控制模塊和溫度傳感器、煙霧火焰噪聲以及有害氣體傳感器組成。
3.2.1 Atmega1282單片機最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)由Atmega1282單片機及復位電路構成，由于無需晶振，可以減小電路板尺寸。本設計中將最小系統(tǒng)與四個按鍵、四個LED指示燈做成一塊中心板，并且將Atmega1282單片機所有引腳以功能模塊化的結構引出形成引腳擴展，并為步進電機、無線模塊、數(shù)據(jù)采集單元、其他傳感器傳感器模塊設置了專門的外圍插排，使用很方便，對應的外圍設備只需按相應的位置放好即可。本設計巧妙、方便、實用、可靠。
3.2.2 電源模塊
為保持電力，我們采用軍工級的電池，保證我們的每個模塊能夠順利工作的前提。在這里我們采用分別供電，即電池組一為移動模塊供電，電池組二為其他元件供電。
3.2.3 數(shù)據(jù)采集單元
以溫度傳感器為模板
當不同的溫度被溫度模塊檢測到時，電阻的阻值不同。如當溫度很低，溫度傳感器電阻的阻值可能達到好幾百千歐。當光照很高時，溫度傳感器電阻的阻值很小，在500歐左右。Vout=R3/(R3+10)。輸出的電壓經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字量進行比較。由于HT46RU232自帶了AD轉(zhuǎn)換的功能，無需外加AD轉(zhuǎn)換芯片。
3.2.4 電機驅(qū)動模塊
將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)動裝置。電機定子提供磁場，直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流，換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變。
我們使用的直流電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作，控制信號由單片機產(chǎn)生。其基本原理作用如下：
（1）控制換相順序
通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C－D，通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A，B，C，D相的通斷。
（2）控制步進電機的轉(zhuǎn)向
四個輪子單獨供電，又差動方式進行轉(zhuǎn)向。
（3）控制步進電機的速度
如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。
3.2.5 無線控制模塊
無線模塊采用2262作為發(fā)送端的編碼芯片，接收端利用2272M4系列作為解碼芯片。2272的14腳作為接收頭的輸入端。1013腳為解碼后的輸出端，輸出TTL電平與HT46RU232芯片連接。當發(fā)送端共有4個按鍵，分別為A，B，C，D。當發(fā)送端有按鍵按下時，接收頭接收到相應的無線信號，經(jīng)過解碼，10～13腳對應的引腳輸出高電平。由于2272M4是非自鎖型的芯片，當按鍵松開時，引腳的高電平變?yōu)榈碗娖健＿@可樣就可以實現(xiàn)單個按鍵的重復操作。
3.3 系統(tǒng)的軟件設計與實現(xiàn)
上位機程序由basic語言來編寫。位機程序使得其他設備都可能實現(xiàn)機器人的控制，同時也就使機器人運作由手動操控上升到一個智能的高度，也就是我之前所說的intelligent。我們現(xiàn)在的上位機程序已經(jīng)實現(xiàn)了控制機器人行進，拍攝，機械臂的運動以及檢測數(shù)據(jù)的顯示。與此同時，我們實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動分析，視頻監(jiān)控與上位機相結合等。
參考文獻
[1]http://baike.baidu.com/view/2984056.html關于ATMEGA128之簡介.
[2]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B8%A9%
E5%BA%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8溫度傳感器新紀元.
[3]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B4%
E6%B5%81%E7%94%B5%E6%9C%BA直流電動機的概念.
[4]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B4%
E6%B5%81%E7%94%B5%E6%9C%BA直流電動機換向概念.
作者簡介：楊駿愷（1991—），男，吉林長春人，研究方向：通信工程，智能家居。
【摘要】智能家居-這個在今年內(nèi)迅速風靡世界的詞語，目前也越來越多得走“近”了我們的生活，但是，它實際走進了我們的生活嗎？恐怕這個問題還有待商榷。“智能家居”（Smart Home），又稱智能住宅。通俗地說，它利用先進的計算機、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡通訊技術，將家中的各種設備（如照明系統(tǒng)、環(huán)境控制、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡家電）通過家庭網(wǎng)絡連接到一起。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來的被動靜止結構轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ撸峁┤轿坏男畔⒔换スδ埽瑤椭彝ヅc外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。智能家居是以住宅為平臺，利用網(wǎng)絡、通信及控制技術管理家中設備。來創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。基于這一點，我們設計了可以通過遠程控制的移動平臺，該設計基于ATMEGA128為系統(tǒng)的主控芯片，完成各模塊的連接與控制。利用各種專業(yè)傳感器完成檢測光強和角度的控制。采用無線控制模塊實現(xiàn)對系統(tǒng)的無線控制。通過電磁閥們完成電信號對電器的控制。為方便操作，我們設計并編寫了可以利用電腦完全控制所有元器件的上位機，并利用遠程通訊協(xié)議實現(xiàn)了無限遠距離情況先通過手上終端對整個系統(tǒng)的控制。而實現(xiàn)整套方案的成本，還不足一臺主流的液晶電視高。根據(jù)本套設計，用戶可以根據(jù)自己的需求來選擇相應的傳感器，為用戶帶來方便的同時，增強了多樣性，使我們的產(chǎn)品可以適用于多種用戶。本作品適應了現(xiàn)代社會的需要，性價比極高，普及型較強易于產(chǎn)品化和市場化。
【關鍵詞】普及型；智能化；環(huán)保；時代化
1.前言
先進的技術性，高昂的設備以及壟斷的技術，決定了目前我們可能接觸到的智能家居系統(tǒng)，往往都安裝在高檔寫字樓以及常人無法接觸到的奢華別墅里面，而據(jù)了解所知，目前的智能家居系統(tǒng)，無非是讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備，比如，通過無線遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng)或者語音識別控制家用設備，更可以執(zhí)行場景操作，使多個設備形成聯(lián)動或智能家居內(nèi)的各種設備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動運行。而對于普通住宅樓中的普通住戶，花費整體房款幾分之一甚至十幾萬來購買一套智能家居系統(tǒng)是不可能的事情，所以，為了提高智能家居系統(tǒng)的普遍性，本人設計、制作并檢測了屬于自己的，普及型智能家居移動檢測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
本作品具有功能完善、成本低廉、使用方便等特點，有很強的實用性，易于產(chǎn)品化和市場化。并且充分利用移動方案，使家庭不必使用數(shù)量較多的傳感器，在解決無死角問題的同時，可以為家庭省去一筆可觀的成本，又符合國家可持續(xù)發(fā)展的基本國策。同時，集成了遠程操控系統(tǒng)，使用戶可以在熱和地方享受智能家居調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶來的便利性，這具有廣泛的發(fā)展前景。
2.工作原理及功能
2.1 工作原理總體描述
基于電路設計的要求，智能家居系統(tǒng)的普及型移動環(huán)境檢測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)電路主要由ATMEGA128為核心的單片機最小系統(tǒng)為控制主板，整個主板集成無線模塊，有害氣體傳感器，溫度傳感器，煙霧傳感器，噪聲傳感器以及移動跟蹤傳感器。同時集成了攝像頭，使此系統(tǒng)可以監(jiān)控視頻。主板安裝于可移動的車體上，又四個獨立步進電機驅(qū)動，通過上位機電腦操控可以自動或被動完成各方位移動。調(diào)節(jié)模塊的實現(xiàn)通過安裝有配套無線模塊的電磁閥們，電動窗和電動窗簾實現(xiàn)。
本系統(tǒng)使用了單片機、傳感器等技術，通過ATMEGA128為系統(tǒng)的主控芯片，完成各模塊的連接與控制。
系統(tǒng)的關鍵技術問題在于各種環(huán)境參數(shù)的檢測，監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過電信號傳給主芯片進行分析，經(jīng)過與用戶預先設定的數(shù)據(jù)或者根據(jù)國家標準設定的數(shù)據(jù)進行比較，給動作模塊發(fā)出相應反應，使之完成不同行為。
（1）用戶通過上位機遙控或給出自動行走命令，使四個步進電機得到行走信號，完成移動模塊四處移動的行為操作。（2）用戶通過上位機檢測命令或者主板根據(jù)已存命令控制各傳感器檢測環(huán)境狀況，通過AD采集數(shù)據(jù)并將其傳送給單片機，通過單片機分析后與已經(jīng)設定強度進行比較，然后根據(jù)不同相應傳感器采取不同操作：1）對于火焰和煙霧：控制電機轉(zhuǎn)動，吹散和吹滅。2）對于高濃度有害氣體：控制電機轉(zhuǎn)動，打開電動窗通風。3）對于高噪聲：控制電機關閉電動窗。4）對于紅外門禁系統(tǒng)：監(jiān)測到入侵者鎖閉門窗，并開啟攝像頭傳輸圖像。
2.2 功能總體描述
移動模塊在降低傳感器數(shù)量至最低的情況下，更能夠避免室內(nèi)檢測的死角，像沙發(fā)后，床底等常規(guī)檢測不可及之處。同時，通過編程實現(xiàn)的自動避障移動，可以使得整套設備在無人操控的情況下自主檢測環(huán)境，并即時對監(jiān)測到的環(huán)境數(shù)據(jù)做出相應調(diào)節(jié)反應。各種傳感器對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)分析后發(fā)生相應反應，并可以把數(shù)據(jù)隨時傳到使用者手機上面。使用者可以在有網(wǎng)絡的情況下，無限遠距離給出自動操作指令或遠程遙控整套產(chǎn)品進行工作。移動平臺自帶攝像頭可以事實傳送圖像至使用者移動終端或?qū)κ覂?nèi)畫面進行監(jiān)控錄像。集成了無線自動移動功能的室內(nèi)環(huán)境檢測系統(tǒng)結合遠程操控，使得智能家居成套系統(tǒng)的成本大大降低，且操控性和實用性增強，又不失高端智能家居系統(tǒng)的功能。
2.3 CPU Atmega128的主要核心功能應用
本套普及型移動環(huán)境檢測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計了一個以高性能、低功耗的AVR8位微處理器-Atmega128為核心的單片機最小系統(tǒng)板，其擁有先進的RISC結構：大多數(shù)可以在一個時鐘周期內(nèi)完成的133條指令，使面對多個傳感器時單片機可以從容不迫正常工作，同時非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲器也可保證各個元器件的正常工作。
ATmega128為基于AVR RISC結構的8位低功耗CMOS微處理器。由于其先進的指令集以及單周期指令執(zhí)行時間，ATmega128的數(shù)據(jù)吞吐率高達1 MIPS／MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與ALU（算術邏輯單元）相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結構大大提高了代碼效率，并且具有比普通的復雜指令集微處理器高10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。
同時，在它基礎上進行外圍電路的擴展。用到了此芯片的如下功能：
1）兩個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數(shù)器，TMR0和TMR1，定時器1用來給電機提供脈沖，定時器0用來檢測按鍵輸入；
2）一個I/0作為模擬串口輸入，作為溫度傳感器的輸入口；
3）一個I/0作為模擬串口輸入，作為煙霧傳感器的輸入口；
4）一個I/0作為模擬串口輸入，作為火焰?zhèn)鞲衅鞯妮斎肟冢?
5）一個I/0作為模擬串口輸入，作為有害氣體傳感器的輸入口；
6）一個I/0作為模擬串口輸入，作為噪聲傳感器的輸入口；
7）使用2個定時器/計數(shù)器TMR0和TMR1，定時器1用來給電機提供脈沖，定時器0用來檢測按鍵輸入、刷新液晶屏顯示，檢測霍爾傳感器的位置；
8）若干個I/0口作為電機的控制口，按鍵，無線控制等。
3.系統(tǒng)總體設計
3.1 系統(tǒng)總體設計思路
根據(jù)要實現(xiàn)的功能要求，采用圖1所示的方案。系統(tǒng)主要包括以Atmega128為單片機最小系統(tǒng)作為本作品的中央處理裝置；采用2596做穩(wěn)壓，配以各種保護電容，和線圈，穩(wěn)定輸出5v恒定電壓，為各電路系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源；內(nèi)部安有：1）一個18B20溫度傳感器，測量室內(nèi)溫度。2）一個有害氣體傳感器，檢測三種室內(nèi)有害氣體濃度。3）煙霧傳感器，檢測環(huán)境煙霧濃度。4）火焰?zhèn)鞲衅鳎瑱z測室內(nèi)是否存在明火。5）噪聲傳感器，檢測噪聲強度。步進電機用獨立51單片機芯片控制，和主芯片電路板分開，實現(xiàn)整個系統(tǒng)移動模塊的移動；各個傳感器檢測相應數(shù)值，把數(shù)值返回給單片機，以實現(xiàn)各個傳感器的控制；最后把室內(nèi)溫度，有害氣體濃度，煙霧濃度，是否存在火焰，噪聲強度以及用戶設置的數(shù)值，當前控制狀態(tài)的通過上位機在電腦屏顯示出來，同時遠程傳送給用戶聯(lián)網(wǎng)客戶端，讓用戶可以直觀的使用本系統(tǒng)。
本系統(tǒng)主要由Atmega1282為核心的單片機最小系統(tǒng)、主控底板、蓄電池（電源）系統(tǒng)、外圍傳感器、L298N副控制板（電機驅(qū)動電路）、步進電機、無線控制模塊和溫度傳感器、煙霧火焰噪聲以及有害氣體傳感器組成。
3.2.1 Atmega1282單片機最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)由Atmega1282單片機及復位電路構成，由于無需晶振，可以減小電路板尺寸。本設計中將最小系統(tǒng)與四個按鍵、四個LED指示燈做成一塊中心板，并且將Atmega1282單片機所有引腳以功能模塊化的結構引出形成引腳擴展，并為步進電機、無線模塊、數(shù)據(jù)采集單元、其他傳感器傳感器模塊設置了專門的外圍插排，使用很方便，對應的外圍設備只需按相應的位置放好即可。本設計巧妙、方便、實用、可靠。
3.2.2 電源模塊
為保持電力，我們采用軍工級的電池，保證我們的每個模塊能夠順利工作的前提。在這里我們采用分別供電，即電池組一為移動模塊供電，電池組二為其他元件供電。
3.2.3 數(shù)據(jù)采集單元
以溫度傳感器為模板
當不同的溫度被溫度模塊檢測到時，電阻的阻值不同。如當溫度很低，溫度傳感器電阻的阻值可能達到好幾百千歐。當光照很高時，溫度傳感器電阻的阻值很小，在500歐左右。Vout=R3/(R3+10)。輸出的電壓經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字量進行比較。由于HT46RU232自帶了AD轉(zhuǎn)換的功能，無需外加AD轉(zhuǎn)換芯片。
3.2.4 電機驅(qū)動模塊
將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)動裝置。電機定子提供磁場，直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流，換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變。
我們使用的直流電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作，控制信號由單片機產(chǎn)生。其基本原理作用如下：
（1）控制換相順序
通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C－D，通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A，B，C，D相的通斷。
（2）控制步進電機的轉(zhuǎn)向
四個輪子單獨供電，又差動方式進行轉(zhuǎn)向。
（3）控制步進電機的速度
如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。
3.2.5 無線控制模塊
無線模塊采用2262作為發(fā)送端的編碼芯片，接收端利用2272M4系列作為解碼芯片。2272的14腳作為接收頭的輸入端。1013腳為解碼后的輸出端，輸出TTL電平與HT46RU232芯片連接。當發(fā)送端共有4個按鍵，分別為A，B，C，D。當發(fā)送端有按鍵按下時，接收頭接收到相應的無線信號，經(jīng)過解碼，10～13腳對應的引腳輸出高電平。由于2272M4是非自鎖型的芯片，當按鍵松開時，引腳的高電平變?yōu)榈碗娖健＿@可樣就可以實現(xiàn)單個按鍵的重復操作。
3.3 系統(tǒng)的軟件設計與實現(xiàn)
上位機程序由basic語言來編寫。位機程序使得其他設備都可能實現(xiàn)機器人的控制，同時也就使機器人運作由手動操控上升到一個智能的高度，也就是我之前所說的intelligent。我們現(xiàn)在的上位機程序已經(jīng)實現(xiàn)了控制機器人行進，拍攝，機械臂的運動以及檢測數(shù)據(jù)的顯示。與此同時，我們實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動分析，視頻監(jiān)控與上位機相結合等。
參考文獻
[1]http://baike.baidu.com/view/2984056.html關于ATMEGA128之簡介.
[2]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B8%A9%
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[3]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B4%
E6%B5%81%E7%94%B5%E6%9C%BA直流電動機的概念.
[4]http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B4%
E6%B5%81%E7%94%B5%E6%9C%BA直流電動機換向概念.
作者簡介：楊駿愷（1991—），男，吉林長春人，研究方向：通信工程，智能家居。
【摘要】智能家居-這個在今年內(nèi)迅速風靡世界的詞語，目前也越來越多得走“近”了我們的生活，但是，它實際走進了我們的生活嗎？恐怕這個問題還有待商榷。“智能家居”（Smart Home），又稱智能住宅。通俗地說，它利用先進的計算機、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡通訊技術，將家中的各種設備（如照明系統(tǒng)、環(huán)境控制、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡家電）通過家庭網(wǎng)絡連接到一起。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來的被動靜止結構轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ撸峁┤轿坏男畔⒔换スδ埽瑤椭彝ヅc外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。智能家居是以住宅為平臺，利用網(wǎng)絡、通信及控制技術管理家中設備。來創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。基于這一點，我們設計了可以通過遠程控制的移動平臺，該設計基于ATMEGA128為系統(tǒng)的主控芯片，完成各模塊的連接與控制。利用各種專業(yè)傳感器完成檢測光強和角度的控制。采用無線控制模塊實現(xiàn)對系統(tǒng)的無線控制。通過電磁閥們完成電信號對電器的控制。為方便操作，我們設計并編寫了可以利用電腦完全控制所有元器件的上位機，并利用遠程通訊協(xié)議實現(xiàn)了無限遠距離情況先通過手上終端對整個系統(tǒng)的控制。而實現(xiàn)整套方案的成本，還不足一臺主流的液晶電視高。根據(jù)本套設計，用戶可以根據(jù)自己的需求來選擇相應的傳感器，為用戶帶來方便的同時，增強了多樣性，使我們的產(chǎn)品可以適用于多種用戶。本作品適應了現(xiàn)代社會的需要，性價比極高，普及型較強易于產(chǎn)品化和市場化。
【關鍵詞】普及型；智能化；環(huán)保；時代化
1.前言
先進的技術性，高昂的設備以及壟斷的技術，決定了目前我們可能接觸到的智能家居系統(tǒng)，往往都安裝在高檔寫字樓以及常人無法接觸到的奢華別墅里面，而據(jù)了解所知，目前的智能家居系統(tǒng)，無非是讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備，比如，通過無線遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng)或者語音識別控制家用設備，更可以執(zhí)行場景操作，使多個設備形成聯(lián)動或智能家居內(nèi)的各種設備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動運行。而對于普通住宅樓中的普通住戶，花費整體房款幾分之一甚至十幾萬來購買一套智能家居系統(tǒng)是不可能的事情，所以，為了提高智能家居系統(tǒng)的普遍性，本人設計、制作并檢測了屬于自己的，普及型智能家居移動檢測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
本作品具有功能完善、成本低廉、使用方便等特點，有很強的實用性，易于產(chǎn)品化和市場化。并且充分利用移動方案，使家庭不必使用數(shù)量較多的傳感器，在解決無死角問題的同時，可以為家庭省去一筆可觀的成本，又符合國家可持續(xù)發(fā)展的基本國策。同時，集成了遠程操控系統(tǒng)，使用戶可以在熱和地方享受智能家居調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶來的便利性，這具有廣泛的發(fā)展前景。
2.工作原理及功能
2.1 工作原理總體描述
基于電路設計的要求，智能家居系統(tǒng)的普及型移動環(huán)境檢測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)電路主要由ATMEGA128為核心的單片機最小系統(tǒng)為控制主板，整個主板集成無線模塊，有害氣體傳感器，溫度傳感器，煙霧傳感器，噪聲傳感器以及移動跟蹤傳感器。同時集成了攝像頭，使此系統(tǒng)可以監(jiān)控視頻。主板安裝于可移動的車體上，又四個獨立步進電機驅(qū)動，通過上位機電腦操控可以自動或被動完成各方位移動。調(diào)節(jié)模塊的實現(xiàn)通過安裝有配套無線模塊的電磁閥們，電動窗和電動窗簾實現(xiàn)。
本系統(tǒng)使用了單片機、傳感器等技術，通過ATMEGA128為系統(tǒng)的主控芯片，完成各模塊的連接與控制。
系統(tǒng)的關鍵技術問題在于各種環(huán)境參數(shù)的檢測，監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過電信號傳給主芯片進行分析，經(jīng)過與用戶預先設定的數(shù)據(jù)或者根據(jù)國家標準設定的數(shù)據(jù)進行比較，給動作模塊發(fā)出相應反應，使之完成不同行為。
（1）用戶通過上位機遙控或給出自動行走命令，使四個步進電機得到行走信號，完成移動模塊四處移動的行為操作。（2）用戶通過上位機檢測命令或者主板根據(jù)已存命令控制各傳感器檢測環(huán)境狀況，通過AD采集數(shù)據(jù)并將其傳送給單片機，通過單片機分析后與已經(jīng)設定強度進行比較，然后根據(jù)不同相應傳感器采取不同操作：1）對于火焰和煙霧：控制電機轉(zhuǎn)動，吹散和吹滅。2）對于高濃度有害氣體：控制電機轉(zhuǎn)動，打開電動窗通風。3）對于高噪聲：控制電機關閉電動窗。4）對于紅外門禁系統(tǒng)：監(jiān)測到入侵者鎖閉門窗，并開啟攝像頭傳輸圖像。
2.2 功能總體描述
移動模塊在降低傳感器數(shù)量至最低的情況下，更能夠避免室內(nèi)檢測的死角，像沙發(fā)后，床底等常規(guī)檢測不可及之處。同時，通過編程實現(xiàn)的自動避障移動，可以使得整套設備在無人操控的情況下自主檢測環(huán)境，并即時對監(jiān)測到的環(huán)境數(shù)據(jù)做出相應調(diào)節(jié)反應。各種傳感器對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)分析后發(fā)生相應反應，并可以把數(shù)據(jù)隨時傳到使用者手機上面。使用者可以在有網(wǎng)絡的情況下，無限遠距離給出自動操作指令或遠程遙控整套產(chǎn)品進行工作。移動平臺自帶攝像頭可以事實傳送圖像至使用者移動終端或?qū)κ覂?nèi)畫面進行監(jiān)控錄像。集成了無線自動移動功能的室內(nèi)環(huán)境檢測系統(tǒng)結合遠程操控，使得智能家居成套系統(tǒng)的成本大大降低，且操控性和實用性增強，又不失高端智能家居系統(tǒng)的功能。
2.3 CPU Atmega128的主要核心功能應用
本套普及型移動環(huán)境檢測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計了一個以高性能、低功耗的AVR8位微處理器-Atmega128為核心的單片機最小系統(tǒng)板，其擁有先進的RISC結構：大多數(shù)可以在一個時鐘周期內(nèi)完成的133條指令，使面對多個傳感器時單片機可以從容不迫正常工作，同時非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲器也可保證各個元器件的正常工作。
ATmega128為基于AVR RISC結構的8位低功耗CMOS微處理器。由于其先進的指令集以及單周期指令執(zhí)行時間，ATmega128的數(shù)據(jù)吞吐率高達1 MIPS／MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與ALU（算術邏輯單元）相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結構大大提高了代碼效率，并且具有比普通的復雜指令集微處理器高10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。
同時，在它基礎上進行外圍電路的擴展。用到了此芯片的如下功能：
1）兩個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數(shù)器，TMR0和TMR1，定時器1用來給電機提供脈沖，定時器0用來檢測按鍵輸入；
2）一個I/0作為模擬串口輸入，作為溫度傳感器的輸入口；
3）一個I/0作為模擬串口輸入，作為煙霧傳感器的輸入口；
4）一個I/0作為模擬串口輸入，作為火焰?zhèn)鞲衅鞯妮斎肟冢?
5）一個I/0作為模擬串口輸入，作為有害氣體傳感器的輸入口；
6）一個I/0作為模擬串口輸入，作為噪聲傳感器的輸入口；
7）使用2個定時器/計數(shù)器TMR0和TMR1，定時器1用來給電機提供脈沖，定時器0用來檢測按鍵輸入、刷新液晶屏顯示，檢測霍爾傳感器的位置；
8）若干個I/0口作為電機的控制口，按鍵，無線控制等。
3.系統(tǒng)總體設計
3.1 系統(tǒng)總體設計思路
根據(jù)要實現(xiàn)的功能要求，采用圖1所示的方案。系統(tǒng)主要包括以Atmega128為單片機最小系統(tǒng)作為本作品的中央處理裝置；采用2596做穩(wěn)壓，配以各種保護電容，和線圈，穩(wěn)定輸出5v恒定電壓，為各電路系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源；內(nèi)部安有：1）一個18B20溫度傳感器，測量室內(nèi)溫度。2）一個有害氣體傳感器，檢測三種室內(nèi)有害氣體濃度。3）煙霧傳感器，檢測環(huán)境煙霧濃度。4）火焰?zhèn)鞲衅鳎瑱z測室內(nèi)是否存在明火。5）噪聲傳感器，檢測噪聲強度。步進電機用獨立51單片機芯片控制，和主芯片電路板分開，實現(xiàn)整個系統(tǒng)移動模塊的移動；各個傳感器檢測相應數(shù)值，把數(shù)值返回給單片機，以實現(xiàn)各個傳感器的控制；最后把室內(nèi)溫度，有害氣體濃度，煙霧濃度，是否存在火焰，噪聲強度以及用戶設置的數(shù)值，當前控制狀態(tài)的通過上位機在電腦屏顯示出來，同時遠程傳送給用戶聯(lián)網(wǎng)客戶端，讓用戶可以直觀的使用本系統(tǒng)。
