一种基于一种基于Arduino的智能家居控制系统的智能家居控制系统
介绍了一种基于Arduino的智能家居控制系统,利用Arduino作为主控系统, 结合传感器技术、GSM通信技术、语
音控制技术等实现对家居环境中的温湿度、空气质量、照明设备、家电设备等的智能控制。该系统具有无线控
制的功能,操作方便,成本低,适合大量推广使用。
1984年世界上第一幢智能建筑在美国康涅迪格州出现。它将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置
连接到一个家庭智能化系统中进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协
调[1]。如今这种建筑正成为都市人青睐的家居体验方式。
2003年以来,海信、清华同方等公司也相继加入到
1 系统的硬件设计系统的硬件设计
以电子系统为核心的家居系统是未来智能家居的发展趋势[2],本文介绍一种基于
1.1 Arduino 控制器控制器
Arduino是一个开源的单片机电子设计平台,硬件部分由Atmel AVR单片机、I/O接口及相关电路组成,软件部分则包括标
准的程序编译器和程序下载器,具有使用类似Java和C语言的Processing/Wiring开发环境[4]。相对于传统的单片机,Arduino
的特点主要包括免费、开源的IDE,开源的硬件(包括原理图和PCB图),所有资源都可以免费下载,并且可依需求自己修改,
方便与传感器及各式各样的电子组件连接。本系统的主控制器采用 Arduino Mega2560。Arduino Mega2560是采用USB接口
的核心电路板,核心是ATmega2560单片机,同时具有54路数字输入/输出口(其中16路可作为PWM输出),16路模拟输入,4
路UART接口,一个16 MHz晶体振荡器,一个USB口,一个电源插座,一个ICSP header和一个复位按钮。控制板通过标准
USB线缆与电脑连接,便于在线进行程序调试[5]。
1.2 无线语音模块无线语音模块
无线语音采用YS V0.7模块,其核心是LD3320语音识别专用芯片,如图2所示。模块将LD3320芯片与周围必要的容阻件集成
在一块PCB上,将LD3320的芯片管脚通过2×20的排针引出,方便用户在面包板或者标准DIP40插座等设备上对LD3320
芯片进行快速开发。模块主控MCU是51内核的单片机STC90LE52,电源设计采用的是LM1117-3.3芯片,为LD3320提供3.3 V
电压。将主控MCU的管脚连接到LD3320模块的排针上,同时给LD3320模块提供合适(4 MHz~48 MHz)的晶振信号,在主控
MCU中编写程序进行LD3320的语音识别。
1.3 GSM模块模块
目前,国内已经开始使用的GSM 模块有Falcom 的A2D系列、Wavecome 的WMO2 系列、西门子的MC39i系列、爱立信的
DM10/DM20 系列、中兴的ZXGM18 系列等,这些模块的功能、用法差别不大[6]。本设计GSM控制部分采用MC39i模
块,MC39i是西门子公司推出的新一代双频 GSM/GPRS通信模块的无铅产品,其简洁的封装是很多应用系统中无线高速数据
传输的理想解决方案,可以进行数据、语音、SMS和FAX各个方面的应用,且功耗低,为用户提供了永远在线、高速度、更
简单的移动数据通信接入手段,通过独特的40脚的连接器(ZIF)实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传
输。GSM是具有电话报警功能的监控系统,系统利用GSM网络对房屋进行远程控制,当系统检测的房屋内有危害情况时,通
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