一、项目概述
1.1 导言
21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技能推动了人类文明的巨大前进。你是否想一踏入家门便是一个光照度和温湿度舒适的环境，你是否在外边忧虑家里的安全，你是否想遥在外边想通过一个简略的电话就能操控家里的电器等。本文介绍的数字化家居操控体系可以使得人们可以通过手机或电话在任何时分、恣意地址对家中的恣意电器（空调、热水器、电饭煲、灯火、音响、DVD录像机）进行长途操控；也可以在下班途中，预先将家中的空调翻开、让热水器提早烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的完结都仅仅是打一个简略的电话。该体系除了具有手机长途操控功用后，还能通过自身的传感器模块感知外界环境的具体状况，并会依据实践状况进行恰当的调整。在昏暗的气候里，它会主动翻开灯，并调整灯的亮度，在阳光充足的气候里，它会主动封闭灯，或许将灯火调暗，而且与百叶窗合作来操控家里的光照度，因为本项目选用的是亮度可调的LED灯，所以关于节能和环保都有很大的含义。此外，该体系还可使家庭具有多途径报警、长途监控等多种功用，假如不幸出现某种险情，您和110可以在第一时刻取得告诉以便进一步采纳举动。舒适、时髦的家居日子是社会前进的标志，智能家居操控体系可以在不改动家中任何家电的状况下，对家里的电器、灯火、电源、家庭环境进行便利地操控，使人们尽享高科技带来的简洁而时髦的现代日子。
完结智能化离不开运算和操控单元，本体系选用AT32UC3A0512作为主控器材，单片机运用体系由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的存储器、输入/出设备以及各种完结单片机体系操控要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；软件由单片机运用体系完结其特定操控功用的各种作业程序和管理程序组成。在单片机运用体系开发的进程中，应不断调整软、硬件，和谐地进行软、硬件规划，以前进作业效率，当体系硬件和软件紧密合作、和谐一致，就可以组成高功用的单片机运用体系。本课题完结了单片机运用体系其开发进程的体系的总体规划、硬件规划、软件规划和体系调试，依据开发的实践需求，彼此和谐、穿插，有机的进行。本规划的MCU与各个芯片和模块的接口、各项规范都严厉遵从国家有关规范，为今后的产品化供给了杰出的根底。
本体系的手机长途操控是依据电话交流网络的世界双音频通讯规范DTMF通讯方法，程控交流信令作为体系操控指令，选用MT8870双音频编解码电路完结，单片机通过MT8870辨认来自手机的网络的操控信号，用户只需拨通家中的操控手机就可以依据体系的语音提示进行按键挑选以完结用户身份的辨认、长途操控和安防操作；各种传感器的检测是运用数据收集体系将多路被测量值转化成数字量，再通过单片机进行数据处理，完结实时测控；短消息发送部分选用依据SIEMENS TC35 GSM模块TC35 modem 和TI公司的电平转化芯片MAX3238等器材构成的移动终端的硬件电路可以完结短消息收发等功用。
在规划本体系时，面临各种检测目标和很多操控单元，需求运用各种接口规范和MCU进行衔接，再通过MCU进行数据处理，完结实时测控。而此刻选用单片机来完结智能家居操控体系不只具有收集操控便利、简略、灵敏等长处，而且可以大幅度前进采各模块和芯片的和谐性，然后大大前进体系的可运用性。此次体系规划统正是把MT8870、TC35 modem与AT32UC3A0512单片机有机的结合起来，顺畅的完结了本规划的要求。而且完结了学习型长途红外遥控功用，为操控红外家电和设备供给了杰出的根底。本体系也可运用于工农业中,完结对无人值守岗位的长途监控等。
1.2 项目布景/选题动机
21世纪是信息年代，各种电信新技能推动了人类文明的前进。自从1876年，Alexander Graham Bell（贝尔）创造电话以来，世界各国的电话网络开展十分敏捷，近十年来，我国的固定电话事务出现出引人注目的快速增长。1997年8月局用电话交流机总容量打破1亿门，网络规划跃居世界第二位，2006年头固定电话用户总数到达35539.2万户，移动电话用户到达40407.2万户，现代电话网络是由程控交流机进行交流传输，移动通讯也从模仿年代走向了高度数字化年代，它们的功用现已有了很大的开展，而且可靠性十分高。
正是因为通讯技能、计算机技能、网络技能、操控技能的迅猛开展与前进，促进了家庭完结了日子现代化，寓居环境舒适化、安全化。这些高科技现已影响到人们日子的方方面面，改动了人们日子习惯，前进了人们日子质量，家居智能化也正是在这种局势下应运而生的。智能家居操控体系的首要功用包含通讯、设备主动操控、安全防备三个方面。
跟着新技能和主动化的开展，传感器的运用数量越来越大，功用也越来越强，各种传感器都现已规范化、模块化这给智能家居操控体系的规划供给极大便利。
手机长途操控作为一较新的课题与惯例的遥控方法比较，显示出必定的优越性，不需进行专门的布线。一起，因为手机各地联网，可以充分运用现有的手机网，因而遥控间隔可跨省市，乃至跨过国家。别的手机属双工通讯手法。因而，这可以大大体现出运用手机进行遥控的更大优越性。操作者可以通过各种提示音即时了解受控目标的有关信息，然后进行进一步的操作。手机遥控部分课题现在已有进入者，可是仅仅还只限于实验室阶段，因而间隔实践运用，尤其是关于日常日子尚有必定的距离，并不能彻底体现出手机遥控方法的双工通讯特色。本规划正是针对这一点进行了较大改善，采纳单片机智能操控，运用不同的提示音到达关于不同操作的提示及对受控方状况的信息反馈，然后使操作者可以及时了解受控方信息，使产品到达交互式与智能化。
短信息服务（Short Message Service，SMS）是GSM（Global System for Mobile Comm unication）体系中供给的一种GSM终端（手机）之间，通过服务中心(service center)进行文本信息收发的运用服务，其间服务中心完结信息的存储和转发功用。短信息服务作为GSM网络的一种根本事务，已得到越来越多的体系运营商和体系开发商的注重，依据这种事务的各种运用也繁荣开展起来。因为GSM网络在全国规模内完结了联网和周游，具有网络能力强的特色，用户无需别的组网，在极大前进网络掩盖规模的一起为客户节省了贵重的建网费用和保护费用。一起，他对用户的数量也没有约束，克服了传统的专网通讯体系出资本钱大、保护费用高、且网络监控的掩盖规模和用户数量有限的缺点。比传统的集群体系在无线网络掩盖上具有无法比拟的优势，加上GSM的SMS自身具有的数据传送功用，都使得这些运用得到敏捷的遍及。运用GSM短信息体系进行无线通讯还具有双向数据传输功用，功用安稳，为长途数据传送和监控设备的通讯供给了一个强壮的支撑渠道。在此以GSM网络作为数据无线传输网络，它可以运用在银行、储蓄点机房监控、电信机房动力环境监控、通讯职业远端无人值守站机房监控和长途保护（如移动通讯基站、微波站、光纤中继站等）及其他无人值守点（如库房、办公楼等）监控及城市公用事业实时监控保护体系像煤气调压站、自来水、污水管网和热力体系 、电力体系城市中电网等状况中。在此本体系选用了Siemens公司新一代无线通讯GSM模块TC35是，它规划细巧、功耗很低很大程度上便利了智能家居操控体系的规划。
别的本体系运用了当时最抢手的物联网技能，在智能家居的终端操控设备和相应的节点上选用无线技能，预备运用zigbee或许rf模块来到达无线化的抱负家居环境。别的，智能楼宇在当今也算是一个比较新式的商场，国务院在十二五中就提到了物联网，也提到了智能家居的开展方向以及要点公关，信任智能家居和物联网等相关技能会在未来十年内得到很大的开展。
而且，在我国，智能家居的开展时刻虽不长，可是从国内家电巨擘及网络巨擘的纷繁出手试水智能家居商场以及许多世界大企业对国内智能家居厂家并购案可以看出，我国智能家居商场潜在着巨大商机。全国房地工业繁荣开展，小区智能化已成为一项根本要求，再配上智能家居，“全智能”的概念必定给房地工业带来新的卖点和生机，因而“全智能”是二十一世纪房产开发商力推的主题，这也意味着，我国智能家居工业迎来开展关键。
我国赋有阶级正在构成，该部分家庭户均年收入在5.6万元以上，人口约4460万人，1400多万户，占城市人口的10%，总人口的3.5%，占全社会消费购买力总和6万亿元的17%左右，因而首要针对这部分人的智能家居体系其商场总量为1400万套。正是在这种状况下，近两年来，智能家居体系的出售数量和总出售额都出现接连攀升的气势，智能家居商场从南边沿海地区和内地大中型城市现已辐射到西部地区。我国2009年智能家居商场规划到达420亿元，因为一系列向好要素的刺激作用，之后几年商场规划增速将超越20%，2015年估计将到达1240亿元。本项目正是居于此商场要素的考虑下，逐手组成智能家居终端操控体系的，因而具有较大的商场前景。
二、需求剖析
2.1 功用要求
1.依据当时的环境温湿度和光照度与预先设置的温湿度和光照度，主动通过调整百叶窗，PWM操控的LED日光灯，空调和加湿器来对屋内环境进行调整，使得全体的环境到达最适合状况。
2.可以通过手机长途操控家里的电器，用手机操控时分，通过语音芯片从前录好的音，语音提示输入暗码，输入暗码正确后，会播映事前设置好的语音指令，例如空调请按1，电视请按2等，然后按进入今后会有相关的封闭和敞开提示，按下相应的按键将可以操控家里的电器。
3.能完结简略的防盗和报警功用，并能采纳简略的处理，例如家里煤气走漏时分，可以主动检测到，而且翻开抽气机，并通过短信及时的陈述屋主。可以避免外来人侵略，完结热释电等来人检测等。
4.能手动操控家里的LED灯火的亮暗程度，可以通过PWM来操控全体的灯，完结节能和减排，这也契合当今年代倡议的环保。
5.在电脑端可以完结简略的操控和检测功用，可以通过长途网络节点对该设备进行操作。
图1 体系架构
2.2 功用要求
1.该体系可以预留未来或许需求用到的电器的接口
2.该手机长途操控器可以便利运用和避免误操作，可以辨认暗码和振铃信号，只要输入暗码正确的条件下才干对电器和体系操控。可以对暗码进行修正，但修正有必要通过特别手法，例如在操控大驾设置自锁开关，假如要修正暗码，有必要将该开封闭合，修正后，有必要将该开关断开才干正常作业。
