關鍵詞：紅外人體感應；單片機；GSM；智能家居
中圖分類號：TP271+.4文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012) 02-0473-03
Smart Home Based on SCM Remote Control System Design and Implementation
XU Wen-bin, SUN Guang-da, HUANG Jian, HE Xian-yang, YAN Xi
(GuangZhou College of South China University of Technology, Guangzhou 510800, China）
Abstract: Home remote control system was implemented in this paper, can be achieved the widows opening and shutting by send? ing messages , water heaters warming up, rice cooker cooking; besides controlling the public light through the Infrared body sensor.
Key words: Infrared body sensor; SCM; GSM; smart home
智能家居是通過綜合采用先進的計算機、通信和控制技術（3C），建立一個由網絡服務系統和家庭自動化系統組成的家庭綜合服務與管理集成系統，從而實現全面的安便利的通訊網絡以及舒適的居住環境的家庭住宅。為了實現智能家居，提高生活質量，在工作回家時也可以預先預熱熱水器、煮飯，特殊天氣情況下，在外也可以遠程控制窗戶的開關。人離燈亮的這個問題一直困擾著很多人，就如公共樓梯的路燈，如果沒人的時候，路燈可以熄滅，節省電力，當有路人經過時，路燈自動點亮，人走了，路燈再熄滅，這樣就能夠很好的節省了電力資源，而且不影響正常的使用。
1總體設計
本文設計的系統總體功能如圖1所示。該智能家居是通過終端控制器發出控制指令，經過無線信號傳輸到主機，處理后再由不同指令控制家居中不同的設備。本設計系統的工作流程為：通過發送短信到GSM模塊上，GSM模塊輸出信號到單片機，利用單片機控制熱水器的預熱功能，另外，給普通的電飯鍋安裝上預約的功能，通過單片機接收到GSM模塊輸出的信號，實現預先煮飯的功能；在落地窗戶的兩邊安裝一個電機，通過滑輪與落地窗的底滑輪連接，通過單片機接收GSM模塊輸出的信號，在窗戶的兩端安裝行程開關，實現開關窗戶的功能。
圖1系統總體結構圖
2系統硬件設計
2.1硬件總體設計
本論文設計中，采用到STC12C5A60S2單片機、TC35iGSM模塊、直流電機、繼電器、人體感應模塊HC-SR501等硬件來實現功能。系統硬件連接原理圖如圖2所示。
系統總體功能如下：
①在電飯鍋電路板連接上繼電器，繼電器連接到電飯鍋的開關上，單片機控制繼電器開關。
②把直流電機與落地窗的滑輪連接，利用電機的正反轉控制窗戶的開與關。
③路燈的開關與獨立的繼電器相連，單片機控制繼電器開關。
④熱水器的開關與獨立的繼電器相連，單片機控制繼電器開關。
2.2單片機控制系統設計
本項目采用51的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾
的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051,但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉換(250K/S),針對電機控制，強干擾場合。如圖3所示是單片機最小系統。
2.3人體感應系統設計
人體的溫度與環境溫度不同，一般要高于環境溫度，而溫度不同發出的紅外線也不同，開關內部有熱釋電傳感器，它能準確檢測到人體所發出的特定波長的紅外線，經電路放大過濾處理后就可以用于控制開關。
2.4 GSM TC35I模塊
TC35I通信模塊具備GSM無線通信的全部功能，并提供標準的UART串行接口，支持GSM07.05所定義的AT命令集的指令因此，MCU能夠非常方便地通過UART接口與GSM模塊連接，并直接使用AT命令就可以方便地實現短信息的收發、查詢和管理。單片機與GSM模塊的連接圖如圖4所示。
2.5電機控制
當窗戶上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時，撞桿轉向右邊，頂下推桿，使微動開關中的觸點迅速動作，開關馬上輸出信號到單片機上，命令電機停止轉動。當運動機械返回時,在復位彈簧的作用下,各部分動作部件復位，輸出信號到單片機上，命令電機工作。發送短信到GSM模塊上，通過識別短信的內容，輸出信號到單片機上，單片機分析后，控制電機工作正轉/反轉（開窗/關窗），當連接在窗上的行程開關觸碰到窗框，立即反饋信號到單片機，單片機控制電機停止工作。其原理圖如圖5所示：
圖2系統原理圖
圖3單片機最小系統
圖4單片機與GSM模塊的連接圖
圖5電機正反轉控制原理圖
3軟件設計方案
3.1 AT指令
用手機發送指定的短信息到GSM模塊上，實現遠程控制功能，以下是指定的AT指令。
發送指令步驟：
1）輸入AT+CMGF=1(設置短信文本)
返回OK后
2）輸入AT+CMGS=“13912340010”(設置對方號碼)
指令：
①AT+CMGC=“0x00”（開窗）
②AT+CMGC=“0x01”（關窗）
③AT+CMGC=“0x02”（煮飯）
④AT+CMGC=“0x03”（熱水器預熱）
3.2串口通信
串口通信是將數據字節分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個地傳送，此時只需要一條數據線，外加一條公共信號地線和若干控制信號線。因為一次只能傳送一位，所以對于一個字節的數據，至少要分8位才能傳送完畢。發送時，要把并行數據變成串行數據發送到線路上去，接受時，要把穿行信號變成并行數據，這樣才能被計算機及其它設備處理。以下是部分通信程序：
void init_serialcom( void )
{SCON = 0x50 ;
TMOD |= 0x20 ;
PCON |= 0x80 ;
TH1 = 0xFD ;
IE |= 0x90 ;
TR1 = 1 ;
TI=1; }
void send_char_com( unsigned char ch)
{ SBUF=ch;
while (TI== 0);
TI= 0 ; }
3.3單片機程序設計
采用C語言，通過Keil軟件進行編程。C語言既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點，應用范圍廣泛，具備很強的數據處理能力。C語言對編寫需要硬件進行操作的場合，明顯優于其它高級語言，有一些大型應用軟件也是用C語言編寫的與函數配合功能。部分函數如下：
TMOD=0X20; //設定T1定時器工作方式2
TH1=0Xfd；//T1定時器裝初值
TL1=0Xfd；//T1定時器裝初值
TR1=1；//啟動T1定時器
REN=1；//允許串口接收
SM0=0;//設定串口工作方式
EA=1;//開總中斷
ES=1;//開串口中斷
4結束語
通過本設計，能夠實現遠程控制家居的功能，有效地體現了智能家居的實用性與可靠性，為未來人們的家居生活質量提高了一個新的層次。通過實驗測試，本系統運行穩定。
參考文獻：
[1]連翔,張小軍.基于GSM模塊TC35i的機房溫度測控系統[J].電子工程師,2008(9).
[2]吳文通,蔣達國.8051單片機教學的思考與探索[J].井崗山醫專學報,2001(6).
[3]徐敏,盧周平.單片機原理及應用課程教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2006(1).
[4] Moskowitz R,Nikander P.Host Identity Protocol（HIP）Architecture[S]. RFC4423,2006.
[5] AT Command Set Siemens cellular engines version 2.10[S].Siemens AG,2001.
