基于Android智能手机的智能家居控制系统研究

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0 下载量 70 浏览量 更新于2024-07-06 收藏 134KB DOCX 举报
智能家居手机控制家电系统 随着人们生活水平的提高,大家对生活质量的要求也就越来越高,从而推动了智能家居的发展。智能家居手机控制家电系统是当前热门的研究方向之一,该系统以wifi通信技术为基础,以Android智能手机作为终端控制,安装手机APP,向系统发送命令来达到对家电的控制。 关键技术点: 1. Wi-Fi技术:Wi-Fi技术是智能家居手机控制家电系统的基础技术,Wi-Fi网络的基本结构包括AP、STA、ESS等,Wi-Fi网络工作原理是通过Wi-Fi模块将数据传输到AP,然后AP将数据传输到STA。 2. 智能手机控制:智能手机是智能家居手机控制家电系统的核心部分,通过安装手机APP,可以向系统发送命令来达到对家电的控制。Android智能手机是当前最流行的智能手机操作系统之一。 3. 家电控制:家电控制是智能家居手机控制家电系统的主要功能之一,通过智能手机可以控制家电的开关、亮度、温度等参数。 4. 手机控制端软件设计:手机控制端软件设计是智能家居手机控制家电系统的关键部分,需要设计适合的软件架构和用户界面,以便用户可以方便地控制家电。 5. 系统服务端设计:系统服务端设计是智能家居手机控制家电系统的另一个关键部分,需要设计适合的网络服务模块和命令解析模块,以便实现智能手机与家电之间的通信。 知识点: 1. 智能家居的概念和发展趋势 智能家居是指使用各种技术和设备来实现家居自动化、智能化和网络化的住宅环境。当前,智能家居已经成为人们生活中不可缺少的一部分。 2. Wi-Fi技术的基本结构和工作原理 Wi-Fi技术是智能家居手机控制家电系统的基础技术,需要了解Wi-Fi网络的基本结构和工作原理。 3. 智能手机在智能家居手机控制家电系统中的作用 智能手机是智能家居手机控制家电系统的核心部分,需要了解智能手机在系统中的作用和设计原则。 4. 家电控制的实现方法 家电控制是智能家居手机控制家电系统的主要功能之一,需要了解家电控制的实现方法和设计原则。 5. 手机控制端软件设计的原则和方法 手机控制端软件设计是智能家居手机控制家电系统的关键部分,需要了解软件设计的原则和方法。 6. 系统服务端设计的原则和方法 系统服务端设计是智能家居手机控制家电系统的另一个关键部分,需要了解系统服务端设计的原则和方法。 7. 智能家居手机控制家电系统的应用前景 智能家居手机控制家电系统具有广泛的应用前景,例如智能家居系统、智能楼宇系统等。
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智能家居控制系统设计方案 智能家居控制系统设计方案 摘要:本文研究和设计了一种应用于智能家居环境中的远程自动控制系统方案。它将操 作指令由GSM手机经GSM网络传至家中的值守GSM模块,再由该GSM模块通过由单片机控制 的红外无线局域网传输红外信息来控制家电动作,完成对信息家电的控制意图,并可将 信息家电的信息反馈回来,以便进行下一步的控制。系统安全可靠,性能稳定。同时该 系统除用于家庭设备远程自动控制外,也可用于家庭通信、家庭安全防范,共同组建智 能家居控制系统。 21世纪是信息化的世纪,各种通信和互联网等技术推动了人类文明的巨大进步。智能家 居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任 意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;可以在下班途 中,预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……而这 一切的实现都仅仅是轻轻的点几下手机按键或鼠标。此外,该系统还可使家庭具有多途 径报警、远程监听、数字留言等多种功能,如果不幸出现某种险情,您和110可以在第一 时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志,智能家 居系统能够在不改变家中任何家电的情况下,家内家外(在家内通过无线局域网,在家外 通过电信或互联网)都能对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便的控制,使人们 尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。 1 智能家居系统控制的工作原理 本系统是基于红外和GSM网络的用于智能家居环境中的一种远程自动控制系统。其工作原 理为:用户通过自身的手机发出命令短消息,在家值守的GSM模块接收到命令后发送给主 机(单片机),主机通过对命令的处理,把命令通过红外传输到相应的分机(单片机)上, 分机对命令处理后,启动相应设备,完成用户给出的命令并向主机回复应答,主机收到 应答后,通过GSM模块发出回复短消息,报告用户完成命令。若在规定的时间内(这里定 时60s)主机没有接收到分机的回复信息,即把该操作认为无效,回复操作无效短消息给 用户手机,要求用户重新发出命令。若收到的短信息有误,主机便立刻回复用户该操作 无效,请求重新发出命令。系统构成如图1所示。 图1 系统构成图 2 硬件设计 2.1 MCU与GSM通信模块 本单片机通过RS232串行通信接口与GSM模块通信,提取GSM设备的短信,发送相关的信息 ,并通过串行通信接口与红外模块相连,利用红外模块,达到主、分机之间的通信,因 此,选用AT89S52芯片。控制上需要用到两个串行接口,但89S52只有一个串口,故还需 要在程序中进行模拟串行接口通信。其最简外部接线电路如图2所示。 图2 AT89S52外部接线 89S52与TC35之间通过异步串行接口进行通信,通信速率为9600b/s,具有1位起始位、8 位数据位、1位停止位,无奇偶校验。 单片机启动后,便发出AT+CMGD一2指令,清除第二存储空间的数据,然后不断地发出指 令读取第二存储空间。若有数据,即表示接收到数据,并开始对数据进行处理,处理完 毕后再把该空间数据删除。当单片机向手机发出短消息时,单片机会向GSM模块发出AT、 AT+CMGF=0、AT+CMGS=X一系列的指令,当接收到回复信息后,最后发出短消息的内容。 2.2 红外无线通信模块 红外发送器电路如图3所示包括38kHz晶体振荡器、反相器、与非门、驱动门Q1和红外发 射管D1等部分。其中38kHz晶体振荡器、电阻R3和反相器组成脉冲振荡器,用以产生38k Hz的脉冲序列作为载波信号,红外发射管D1选用Vishay公司生产的TSAL6238,用来向外 发射950nm的红外光束。 图3 红外发射器电路图 红外接收器电路如图4所示,当接收器收到数位"O"时,Q2管导通,使得RXD接收到低电平 ,收到数位"1"时,Q2管截至,RXD接收到高电平。 图4 红外接收器电路图 2.3 模拟控制 本系统将以不同的电机做出不同的动作,来模拟说明智能家居对系统控制的响应。如图 5所示,当分机的单片机收到本机的地址信息,便提取信息中的数据,根据数据的命令, 若把P0.0,P0.1脚置成低电平,其他为高电平,则Q3、Q4管导通,电机便正向旋转,若 把P0.2,P0.3脚置成低电平,其他为高电平,则Q5、Q6管导通,电机便反向旋转(以前一 情况为正向时)。若一台分机上连多个电机,有多台分机,便可以实现在智能家居环境中 对家庭各个设备的同步控制。 图5 电机驱动电路 3 软件设计 3.1 单片机主程序设计 主机上电复位后进行初始化,然后不断地对GSM模块进行扫描查询。当查询到GSM模块接 收到用户发送的短信时,便对短信进行处理,提取相关信息,然后通过红外模块相分机 发送相应的命令数据。接着就在