远程控制智能家居管理系统毕业论文目录1 引言 (1)2 系统方案 (1)3 硬件电路 (2)3.1 主控模块 (2)3.2 通信模块 (3)3.2.1 TC35模块简介 (3)3.2.2 TC35模块与单片机连接方式 (3)3.3 传感器模块 (4)3.3.1 烟雾传感器及其特性参数 (4)3.3.2 可燃气体泄漏传感器及其特性参数 (5)3.4 信号处理电路 (6)3.4.1 信号放大调理电路 (6)3.4.2 采样保持电路 (6)3.4.3 A/D转换电路 (7)3.4 现场控制模块 (8)4 系统软件部分 (8)4.1 主程序及中断程序流程图 (8)4.2 短消息程序设计 (10)4.2.1 AT指令介绍 (10)4.2.2 PDU 编码规则 (12)4.2.3 短信模式设置 (13)4.2.4 短信的发送方法 (13)5结论 (13)辞 (13)参考文献 (14)附录 (15)智能家居控制1 引言21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。

智能家居开始展现在人们的眼前。

目前，国外各种类型的智能家居产品越来越多，其部分是基于网的安防控制系统。

但在我国，家庭用户正逐步减少，且线路易被破坏，故此类产品有一定局限性。

随着电信 GSM 网络覆盖围的广阔化、无缝化、以及手机的日益普及为基于 GSM 网络的智能家居系统提供了巨大的应用空间。

本文介绍的数字化家居控制系统可以使得人们通过手机在任何时候、任意地点对家中的任意电器（例如：空调、热水器、电饭煲、灯光等）进行远程控制；你可以在下班途中，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靠一条短信完成。

本系统采用STC89C52单片机作为主控器件，远程控制是基于GSM网络短消息通信方式，AT指令作为系统控制命令，单片机通过对收到的信息进行解码来识别控制信号，用户只需向TC35模块发送相应指令即可实现远程控制操作。

各种传感器完成现场信息的采集，利用输入通道送单片机进行数据处理，实现实时测控；短消息发送部分采用基于GSM模块TC35和TI公司的电平转换芯片MAX232等器件构成的移动终端的硬件电路，完成短消息收发功能。

2 系统方案本设计采用模块化设计，整个系统由GSM模块、控制模块、电源模块和传感器模块组成。

单片机通过对传感器模块传送来的信息进行判断，如果信息异常，则进入相应中断，导通相应的电控器件，并通过GSM模块向用户发送报警信息。

同时用户也可以根据需要，发送短信给GSM模块来控制相应的家电。

系统框图如图2-1所示。

图2-1 系统总体设计框图3 硬件电路3.1 主控模块本系统采用STC89C52RD单片机为控制核心，单片机不断监测有没有异常信息，当发现异常信息时，则进入相应中断，利用单片机通过UART串口向GSM模块发送一系列AT指令并启动GSM模块发送报警短信给用户。

再根据用户发送回来的指令打开相应的继电器来控制家用电器，完成现场控制和监测任务。

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O口线，看门狗定时器，置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。

另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。

3.2 通信模块3.2.1 TC35模块简介TC35是西门子公司推出的一种完整的无线GSM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、SIM卡支架七部分组成。

它可以快速、安全可靠地实现系统方案中的数据传输、短消息服务（Short Message Service）。

模块的工作电压为3.3～4.8V。

该模块有AT指令集接口，支持文本和PDU模式的短消息第三组的二类传真等。

此外，该模块还具有簿功能、多方通话、漫游检测等功能。

常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。

通过独特的40管脚ZIF连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。

基带处理器作为TC35的核心，主要处理GSM终端的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中所有的模拟和数字功能。

在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音编码。

3.2.2TC35模块与单片机连接方式TC35模块主要通过串口与单片机进行连接，从而单片机实现对TC35模块的控制。

虽然TC35的串口提供了许多控制线，但由于考虑到设计接口的简单性，并且与单片机的UART进行连接，所以采用两线（TXD、RXD）连接。

对TC35模块通信的控制可以通过软件来实现，采用软件实现控制具有使用灵活等特点，也很好地避免了过多硬件信号的检测。

对于TC35的其它管脚在不使用的时候，如果该管脚为输出时，一般将该管脚悬空；如果该管脚为输入管脚，则需要将该管脚通过10Ω的电阻上拉。

另外由于/IGT管脚是控制TC35模块工作的管脚，所以需要将该管脚上拉，并且将该管脚与单片机进行连接，从而可以通过单片机来控制TC35模块的工作状态。

在设计时需要考虑TC35模块的电源管脚并连在一起，由于TC35是一个功能完全的模块，因此这里不需要做任何的信号处理和射频处理。

此外，TC35模快的IGT管脚是启动脚，与单片机的ALE管脚相连接。

系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须在ALE管脚加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。

以下为TC35模块的接口设计。

电路如图3-1所示。

图3-1 单片机与TC35I的连接3.3 传感器模块3.3.1 烟雾传感器及其特性参数本系统采用离子式烟雾传感NIS-09C为防火灾发生传感器。

它工作可靠、体积小巧，通过监测烟雾的浓度来实现火灾防。

烟雾报警器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。

电路设计时可以在背后设计专用的卡口以便地固定在墙体或者天花板上，以便检测室有无火灾的发生。

如有火灾发生，通过单片机启动GSM模块短信报警，通知户主。

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。

特性参数：电源电压是6v（DC），输出电压是 4.6+0.4v，电流损耗是27+3pA ，灵敏度是0.6+0.1v。

a灵敏度特性（根据UL217标准风速0.1M/秒）b电源电压特性（25℃ 60﹪RH）c温湿度特性温度特性（温度60﹪）d温度特性（温度25℃）源：放射元素是媚241，放射量是平均33.3KBq.=0.9uCi（29K——37KBq）。

工作环境：电源电压是5.0-18.0V（DC），温度是0-50℃，最大-10-60℃，保存温度-25-80℃。

3.3.2 可燃气体泄漏传感器及其特性参数本系统采用的是MQ-2可燃气体传感器。

以其优异的稳定性，广阔的测量围，高灵敏度等特点被广泛的运用于家庭，工厂的气体泄漏监测装置。

通过设置在厨房的MQ-2可燃气体传感器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。

如有燃气泄漏家庭控制器发出报警信号，并联动关闭燃气管道上的电磁阀。

因MQ-2型气敏原件对不同种类，不同浓度的气体有不同的阻值。

因此在使用此类型气敏元件时，灵敏度的调整是很重要的。

建议使用1000PPM氢气或1000PPM者丁烷校准传感特性参数：电源电压是6V（DC），输出电压是0.8+0.2V，加热电压是5V，加热功耗900mW。

图3-2是传感器典型的灵敏度特性曲线。

图中纵坐标为传感器的电阻比（Rs/Ro），横坐标为气体浓度。

Rs 表示传感器在不同浓度气体中的电阻值Ro 表示传感器在1000ppm 氢气中的电阻值3-2 灵敏度特性曲线工作环境：电源电压是6-12V（DC），温度：0-80℃，保存温度：-10-70℃。

3.4 信号处理电路3.4.1 信号放大调理电路由于NIS-09C和MQ-2传感器输出的都是模拟信号，而单片机接收的是数字信号。

所以在把输出信号传送给单片机之前要对信号进行处理。

对于传感器输出的模拟信号，一般要用运算放大器对其进行调理或放大，以满足A/D转换器对输入模拟量幅值及极性的要求。

在本系统中，由于MQ-2的输出信号较弱，所以在送A/D转换器处理前要对输出信号进行放大调理。

电路图如上图3-3所示，运算放大器接成电压放大电路。

从传感器采集过来的微弱电压信号，经过电压放大器的放大，得到较强的模拟电压信号。

采样时，把相应的模拟电压信号从Vin端送进LM324A进行放大处理后，从Vout端输出送入采样保持器再送A/D转换器。

3-3 信号放大调理电路3.4.2 采样保持电路传感器采集的信号是连续型的，采集到的模拟信号变化比较快。

由于A/D 转换器对输入的模拟量在转换过程时要求保持不变。

所以经过放大处理后的信号要先进行采样保持，然后再送到A/D转换电路，最终完成信号处理。

采样保持电路如图3-4。

图3-4 采样保持电路3.4.3 A/D转换电路经气敏传感器所检测的电压信号为模拟信号，无法直接被单片机所识别，所以在经过放大电路后对信号进行A/D装换，将模拟信号转化为数字信号输入单片机。

A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换常用芯片ADC0809，烟雾、可燃气体传感器的输出端分别接到ADC0809的IN0和IN1。

由于ADC0809 部带有输出锁存器，可以与AT89S51 单片机直接相连。

ADC0809的通道选择地址由AT89S52的P14～P15输出直接控制。

当P2.7=0时，与写信号WD共同选通ADC0809。

其中ALE信号与ST信号连在一起，在WD信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。

图中ADC0809转换结束状态信号EOC接到AT89S52的INT0引脚，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。

在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。

由于ADC0809片无时钟，故利用8051提供的地址锁存使能信号ALE经D触发器二分频后获得时钟。

因为ALE 信号的频率是单片机时钟频率的1/6，如果时钟频率为6MHZ，则ALE信号的频率为1MHZ，经二分频后为500KHZ，与ADC0809的典型值吻合。