所謂智能家居是指借助于綜合布線，通過(guò)綜合配置住宅區(qū)內(nèi)的各功能子系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)住宅內(nèi)各種設(shè)備實(shí)行自動(dòng)化管理的新型住宅。在我國(guó)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的迅速提高，特別是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，高科技產(chǎn)品改變了人們生活習(xí)慣，提高了人們生活質(zhì)量，促進(jìn)了家庭生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化和安全化，人們對(duì)基于個(gè)性化的智能家居需求逐漸增大。我國(guó)智能家居建設(shè)發(fā)展速度很快，已建立起了一些具有一定智能化管理功能的住宅。本文介紹一種智能家居的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
　　
　　1、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
　　
　　家庭智能家居系統(tǒng)采用手機(jī)通訊，由兩個(gè)串聯(lián)的單片機(jī)構(gòu)成控制主機(jī)的核心，利用電力線載波通訊作為家居底層通訊網(wǎng)絡(luò)，這樣構(gòu)成的家居用電設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，有其*的*性。這種設(shè)計(jì)理念也已推廣應(yīng)用于智能大廈和智能小區(qū)管理中。
　　
　　用戶在戶外通過(guò)移動(dòng)手機(jī)（GSM通訊）或者固定（語(yǔ)音通訊）對(duì)住宅內(nèi)控制系統(tǒng)主機(jī)中的GSM（GlobalSystemforCommunication）模塊發(fā)出語(yǔ)音控制指令，接到用戶指令經(jīng)單片機(jī)處理后，通過(guò)電力線載波PLCC（PowerLineCarrierCommunication）模塊與各被控分機(jī)進(jìn)行通信，分機(jī)根據(jù)主機(jī)發(fā)送的指令將住宅內(nèi)各被控設(shè)施工作狀態(tài)回饋給主機(jī)，主機(jī)再將被控設(shè)施的工作狀態(tài)通過(guò)GSM模塊反饋語(yǔ)音提示給通話用戶，用戶再根據(jù)語(yǔ)音提示反饋的情況，通過(guò)返回信號(hào)給控制系統(tǒng)主機(jī)發(fā)出控制指令，主機(jī)指揮分機(jī)對(duì)各被控設(shè)施工作狀態(tài)做出相應(yīng)控制，以此來(lái)實(shí)施用戶對(duì)住宅設(shè)施工作狀態(tài)的了解和控制，如圖1所示。
　　　　
　　１.１微處理器
　　
　　智能家居控制系統(tǒng)采用雙單片機(jī)MCU1（MicroControlUnit1）和MCU2（MicroControlUnit2）諧調(diào)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居系統(tǒng)中電器設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控操作功能，解決了測(cè)量和控制與監(jiān)測(cè)及信息回饋之間的矛盾，從而提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及效果穩(wěn)定性且價(jià)格較為經(jīng)濟(jì)。
　　
　　控制系統(tǒng)主機(jī)中的兩個(gè)單片機(jī)串聯(lián)。MCU1經(jīng)由語(yǔ)音模塊通過(guò)GSM模塊向用戶發(fā)出和接收相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，反饋控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，用戶再根據(jù)反饋情況通過(guò)GSM模塊發(fā)出指令，指示控制系統(tǒng)使家居電控設(shè)施做出相應(yīng)控制動(dòng)作；單片機(jī)MCU1做出相應(yīng)的控制是要將數(shù)據(jù)傳到MCU2,MCU1首先要向MCU2發(fā)出中斷指令使之進(jìn)入中斷狀態(tài)，MCU1再將數(shù)據(jù)串行送到MCU2中，MCU2上接有液晶顯示器LCD（LiquidCrystalDisplay），用以顯示控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，MCU2上連接的鍵盤(pán)用來(lái)供用戶實(shí)時(shí)輸入相關(guān)控制指令。這樣，當(dāng)控制系統(tǒng)主機(jī)接聽(tīng)用戶來(lái)電詢問(wèn)和指示時(shí)，可以同時(shí)執(zhí)行相關(guān)指令或者按鍵控制。
　　
　　１.２控制指令收發(fā)模塊
　　
　　由于GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有防盜拷能力佳，網(wǎng)絡(luò)容量大，資源豐富，通話清晰，穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾，信息靈敏，通話死角少，手機(jī)耗電量低等應(yīng)用特點(diǎn)，極大地方便了用戶對(duì)智能家居的實(shí)時(shí)監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)主機(jī)GSM模塊采用Siemens公司的TC35模塊，該模塊核心部件基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。TC35模塊自帶RS232通訊接口，可以方便地與PC機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊，快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)和傳真。
　　
　?。?３雙音多頻通訊
　　
　　雙音多頻DTMF（DualToneMultiFrequency）電路中使用的關(guān)鍵功能部件是MT8870解碼芯片，該芯片接收控制主機(jī)中GSM模塊接收到的由用戶通過(guò)手機(jī)發(fā)來(lái)的雙音多頻模擬信號(hào)，首先通過(guò)雙音濾波器初濾后的信號(hào)再經(jīng)高群濾波器和低群濾波器分別濾出其中的高頻和低頻分量，兩種分量經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送給數(shù)字檢測(cè)計(jì)算電路，生成4個(gè)高頻信號(hào)和4個(gè)低頻信號(hào)組成4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)由微處理器MCU1從數(shù)據(jù)總線端口讀入，完成對(duì)雙音多頻信號(hào)的收取。芯片中的數(shù)字檢測(cè)計(jì)算電路對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)一步優(yōu)化，避免MCU1收取錯(cuò)誤信號(hào)。
　　
　　１.４語(yǔ)音模塊
　　
　　智能家居控制系統(tǒng)主機(jī)中的語(yǔ)音模塊電路主要由單片機(jī)MCU1、ISD4004語(yǔ)音芯片和LM386功率放大器等電路構(gòu)成。語(yǔ)音模塊主要用來(lái)接收來(lái)自控制電路的串行數(shù)據(jù)流并鎖存，完成地址碼的查找，錄放音等操作，并向音頻放大電路提供音頻電流?？刂葡到y(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)音提示、應(yīng)答和查詢等功能由單片機(jī)MCU1與ISD4004之間的通訊來(lái)完成。ISD4004語(yǔ)音芯片通過(guò)單片機(jī)MCU1的內(nèi)置串行外設(shè)接口SPI（SerialPeripheralInterface）送入操作命令，它采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，將經(jīng)放大后的輸入語(yǔ)音信息以接近原始模擬量的形式存儲(chǔ)。在放音時(shí)，錄入的模擬電壓在采樣時(shí)鐘的控制下順序地從存儲(chǔ)陣列中讀出，輸出通道上的平滑濾波器去掉頻率分量并恢復(fù)成原始采樣波形，經(jīng)LM386功率放大器放大，然后經(jīng)過(guò)變壓器耦合到GSM模塊上發(fā)送給用戶或接收用戶發(fā)出的模擬指令，實(shí)現(xiàn)與用戶的人機(jī)對(duì)話，或驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)配置的揚(yáng)聲器發(fā)音。
　　
　?。?５電力線載波
　　
　　電力線載波PLCC（PowerLineCarrierCommunication）是電力系統(tǒng)*的基本通信方式，是指利用現(xiàn)有電網(wǎng)低壓電力線，通過(guò)電力線調(diào)制器以載波的方式將數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等模擬或數(shù)字信號(hào)加載于電力線進(jìn)行高速傳輸，再由接受信息的調(diào)制解調(diào)器（俗稱電力貓）把信號(hào)從電流中解調(diào)出來(lái)，并傳送到終端設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的技術(shù)。采用PLCC通信技術(shù)具有信息傳輸穩(wěn)定可靠，路由合理，可同時(shí)復(fù)用信號(hào)，不再需要投入鋪設(shè)控制線路資金，將原來(lái)房間中的電源插座變?yōu)樾畔⒉遄忍攸c(diǎn)。把電力線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、微控制器結(jié)合起來(lái)，使電力線和信號(hào)線的功能合二為一，把分布在住宅各個(gè)角落的微控制器和家電設(shè)施連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，是在現(xiàn)有住宅電力線路布線的基礎(chǔ)上推進(jìn)家庭自動(dòng)化的zui現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)的途徑。
　　
　　電力線載波局端在主機(jī)內(nèi)與MCU2進(jìn)行串行通信，接受控制指令并向主機(jī)反饋控制對(duì)象的工作狀態(tài)。該模塊集成了所有載波收發(fā)電路，為實(shí)現(xiàn)與被控對(duì)象之間的通信，僅需外接配套供應(yīng)的耦合線圈及隔離高壓電容，就可以方便地組成完整的電力載波應(yīng)用系統(tǒng)，即將MCU2發(fā)出的控制信號(hào)調(diào)制到220V電力線上和解調(diào)出電力線上的反饋信號(hào)傳入MCU2。
　　
　　在各個(gè)電力線載波終端上，均內(nèi)置有增強(qiáng)型8位處理器，其內(nèi)核是全面兼容51指令集的多級(jí)流水線指令架構(gòu)MCU，同時(shí)提供對(duì)程序存儲(chǔ)器的在系統(tǒng)編程能力，方便開(kāi)發(fā)人員反復(fù)編程調(diào)試．
　　
　　在每個(gè)終端上還內(nèi)嵌有顯示各終端控制設(shè)施的工作狀態(tài)的LCD驅(qū)動(dòng)電路。終端模塊內(nèi)嵌了載波防沖突機(jī)制，允許多套載波設(shè)備同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)。正是采用了這種大規(guī)模集成模塊，控制系統(tǒng)具有低成本、低功耗、多功能、高可靠性等傳統(tǒng)系統(tǒng)所*的優(yōu)勢(shì)。