摘要：为了到达窗体智能监控及长途操控的意图，规划引入了ZigBee无线通讯网络作为家庭的内部网络，并将多种传感器和窗体操控器衔接到ZigBee网络中。通过GSM模块、ZigBee模块完成对窗体的手机长途操控、侵略报警、风雨报警以及烟雾报警等多种操控手法。给出了体系的软硬件完成，并对传感器选型以及各个功用的具体完成进行了具体的阐明。试验表明晰该体系在家庭运用中的可行性。
跟着我国经济的飞速发展，公民物质日子水平不断提高，智能操控体系现已成为了咱们日子不可分割的一部分，人们不只需求寓居环境舒适、温馨，还要求其智能、安全。能够说，智能型的家庭安全体系现已开端逐渐地深化到咱们日子的方方面面。早在21世纪初，国内就有关于智能窗操控体系的研讨，使窗户具有必定的智能性，如下雨则自动关窗、室内有害气体超支则自动开窗、有响马入内则自动报警等，人们还能够通过操控键盘来直接操控窗户的开关，给人们的日子带来了许多便利。但是跟着电子技能的进一步完善，这种智能窗的功用已略显单薄，本文研讨的智能窗操控体系依据ZigBee无线网络技能，是智能家居体系中的一个子模块，其实用性较现在市场上的大多数智能窗户得到极大的提高。体系中参加了ZigBee无线网络技能，完成窗体与中心操控模块、中心操控模块与传感器间的无线通讯;参加的GSM模块树立起了“人机对话”体系，完成了户主对窗户的长途监控;中心操控模块还能够依据传感器的信息或户主的手机短信指令作出判别，完成对窗体进行操控，使窗户真实“智能”起来。
1 体系硬件规划
1.1 体系结构
智能窗体系首要由中心操控模块、传感器模块、GSM模块、窗户操控模块组成;所规划体系本身能够通过传感器检测外部环境改变来操控窗户的开关;在窗户敞开或封闭时，GSM模块将当时窗户的状况以及敞开或封闭的原因以手机短信的方法反馈给户主;户主经判别后能够发送手机短信指令操控窗户的开关或采纳相应的办法;别的，户主也可在室内通过室内遥控器完成对窗户的开关的进行操控，体系的结构如图1所示。
1.2 体系组成
体系首要包含以下几个模块组成：
1)中心操控模块。选用飞思卡尔公司出产的高性能、低功耗MCU MC9S08GB60完成。首要担任接纳传感器、红外模块等发送的外部环境信息，对外部环境信息进行判别后，对窗体发送相应的动作指令，一起触发GSM模块，向户主发送手机短信陈述当时窗户的状况。
2)传感器模块。温度传感器和湿度传感器别离选用美国Dallas公司DS18B20数字式温度传感器及国产DHT11数字式温湿度传感器。两种传感器均选用单总线方法与MC9S08GB60通讯，能有用削减对I/O口的占用数量。通过湿度传感器监测，当室外下雨时，通过操控电机使窗户及时封闭;通过气敏传感器监测，当室内可燃性气体或烟雾超越特定规范时，窗户自动翻开通风;通过温度传感器监测，当室内的温度超越预设值时能开窗换气，调理室内温度，这一动作的条件为当室外没有下雨或盗情时，本体系选用对CO气体、天然气、液化气、城市煤气和烟雾有较好灵敏度的MQ-2气体烟雾传感器。
3)红外传感器模块。红外传感器选用的是HC-SR501人体红外传感器模块;当窗户外有人挨近，阻断了红外传感器的发射接纳通路时，窗户会马上封闭并发出声音报警，一起将这一状况以手机短信的方法发送给户主，起到防盗报警效果。
4)GSM模块。选用西门子公司出产的TC35i模块，作业频段为双频GSM900MH/GSM1800MHz，该模块集射频电路和基带于一体，向用户供给规范的AT指令接口，为数据、语音、短消息和传真供给快速、牢靠、安全的传输，便使用户的运用开发及规划。GSM通过串行总线RS232与MC9S08GB60衔接。在履行敞开和封闭窗户的动作时，中心操控模块通过GSM模块向户主发送手机短信奉告户主窗户状况及动作原因。户主也可通过手机短信的方法长途操控窗户的敞开和封闭。
5)ZigBee模块。选用飞思卡尔MC13213模块完成，内部集成了MC13192射频模块和一个飞思卡尔S08系列低功耗MCU。ZigBee模块可装备为串口通讯方法。其间，传感器与中心操控模块、中心操控模块与窗户之间通过ZigBee模块进行无线通讯。
6)窗户操控模块。本体系选用的是国产森兰HL/LG型电动螺杆式开窗器，其作业电压为直流24 V或沟通220 V，推拉力气为1 000～2 000 N，推进速度为5～10 mm/s，行程间隔为400～1 000 mm。该开窗器推杆为不锈钢原料，具有滑润，畅顺的强力输出，运转安稳，并具有过载保护装置。
2 体系软件规划
1)初始化程序。包含MC9S08GB60单片机的初始化，GSM模块的初始化，守时器/计数器初始化以及开中止。
2)湿度传感器。选用的湿度传感器是DHT11，MC9S08GB60与其之间的通讯选用单总线数据格式，一次通讯时刻4 ms左右，数据分小数部分和整数部分。一次完好的数据传输为40 bit，高位先出。MC9S08GB60发送一次开端信号后，DHT11从低功耗形式转化到高速形式，等候主机开端信号完毕后，DHT11发送呼应信号，送出40 bit的数据，并触发一次信号收集。从形式下，DHT11接纳到开端信号触发一次温湿度收集，假如没有接纳到主机发送开端信号，DHT11不会自动进行温湿度收集。收集数据后转化到低速形式。
3)温度传感器。MC9S08GB60d对DS18B20的写操作指令为：数据线先置低电平“0”;延时确认的时刻为15 μs;按从低位到高位的次序发送字节(一次只发送一位);延时时刻为45μs;将数据线拉到高电平;一切的字节悉数发送完后将数据线拉高。MC9S08GB60d对DS18B20的读操作指令为：数据线拉高“1”;延时2μs;将数据线拉低“0”;延时15μs;将数据线拉高“1”;延时15μs;读数据线的状况得到1个状况位，并进行数据处理;延时30μs。
4)气敏传感器。MC9S08GB60对MQ-2的衔接为运用MC9S08GB60的模数转化接口，MQ-2的模拟量输出为0-5 V，气体浓度越高电压输出越高。能够通过守时器守时读取电压值并与规划好的门限电压比较来断定是否发生了漏气现象。
5)MC9S08GB60与GSM的软件接口其实便是单片机通过RS232与GSM短信息有关的AT指令操控手机的操控技能，是一种操作操控GSM模块的软件协议的调集，通过编写程序软件使用串口收发AT指令到达操控GSM模块收发短信的意图。AT指令操控短消息发送有两种常用形式，即TEXT形式、PDU形式。PDU形式能够选用unicode编码发送英文、汉字。本体系规划选用GSM模块的PDU形式进行短消息的收发。
体系软件流程图如图2所示。
3 完毕语
文中要点评论了智能窗体系结构规划、软件规划，在通过调试后，依据单片机、ZigBee模块、GSM模块、温湿度传感器、红外传感器等模块规划的智能窗体系很好地完成了规划要求。本规划方案统筹通用性、扩展性和性价比，还能够推行运用到大部分家用电器上，比方电灯、洗衣机、电冰箱等的长途操控上，具有宽广的技能运用与产业化远景。
