根据AVR技能的智能家居办理体系，包括原理图、电路结构

一、项目概述

1.1 导言

10多年前，比尔·盖茨花费了1亿美元打造了一个梦幻般的智能家居体系，这个体系中包含了智能操控、安防体系以及数字视听文娱等功用。

跟着互联网技能和信息通讯技能的飞速开展，信息化、智能化的浪潮正在席卷国际的每一个旮旯，数字化家乡进入豪宅，它正全方位地改变着全社会。人们对家的需求已不只是局限于日子的舒适和安全，把网络通讯、信息处理与空气环境和家庭电器操控融入到一同简略操作与享用，乃是人们现在的巴望与寻求。

1.2 项目布景/选题动机

跟着网络的开展和智能家居的推行，人们都越来越需求一套高智能化、安全化、网络化操控的智能家居体系。本体系选用了红外遥控技能和GSM长途数据传输技能，不只完成了实时操控，还完成了长途操控，不只完成了根本家用电器的操控，还完成了更为舒适的日子环境的安置和安全防备的监控。

二、需求剖析

2.1 功用要求

1）家庭智能终端

家庭智能终端集成了智能家居的一切子体系，功用强大，是家里的总操控器。对外与别墅门口机衔接，完成可视对讲、门禁开锁；与野外监视器衔接，完成周界的视频监控；经过互联网、电话网络可与外界信息交互，完成网络长途操控，电话主动报警等。对内经过有线网络，操控灯火照明、家用电器、电动窗布、家庭场景设置；经过布线与各种探测器，监视器衔接，完成家庭防盗、燃气走漏报警，网络长途监控。

2）全宅布景音乐

每个房间都能够独立听音乐、切换音源、调理音量巨细而互不搅扰，音视频数字交换机内置MP3和FM调频立体声收音机功用，完成不同区域独自操控音源，操控喇叭（分别在客厅，主卧等）

3）智能照明操控

完成对全宅灯火的智能办理、轻松操控，能够用遥控等多种智能操控方法完成对全宅灯火状况的操控，调光及多种一键式灯火场景效果的完成；具有集中操控、灯火情形操控、组合操控、长途操控等功用；能够依据自己喜爱，随意进行个性化的灯火设置，发明不同场景气氛。

4）智能家电操控

完成对家中电器的智能操控，运用一个遥控器即可对电视、空调、热水器等家电操控，也可利用固定电话或手机施行长途操控。

5）电话长途操控
将家中电话线与电话长途操控器串连，即可接纳来自长途电话的语音操控信息，依照预先约好的按键操作，用户可在任何地方，经过运用固定电话或移动电话对家中的空调、电灯、热水器等家用电器实施长途操控，一起，它不影响电话的正常运用。

6）智能电动窗布
用户能够本地手动、也能够运用遥控器，家庭智能终端、电话长途、网络操控窗布的敞开、封闭。

7）防盗报警门禁

对家庭人身、产业等安全进行实时监控，发生入室偷盗、火灾、煤气走漏以及紧迫求助，主动拔打用户设定的电话（最多8路号码），经过语音及时陈述险情

8）电脑长途操控

经过电脑终端在任何地方都能够完成对家庭PC机发送相应的信号，进行有用地操控，然后到达对家电等的操控。

2.2 功用要求

本体系选用红外遥控技能和GSM长途监控技能，用一个通用红外遥控器操控一切联网设备，如灯火操控、空调、各种电器电源、音乐、窗布、门锁等，各个电器可经过轻触式开关直接操控，一起，灯火亮度不只能够经过光强传感器智能操控，还能够经过遥控器调理；GSM长途监控技能完成经过TC/IP编程用长途电脑终端直接操控各个电器的敞开状况，也能够完成防盗报警和各种安全报警。

三、方案规划

3.1 体系功用完成原理（除图片外需有文字介绍）

本体系由AVR32单片机、数据收集模块、无线遥控模块、液晶显现器、时钟芯片、温度传感器、红外接纳、光敏测光、串口通讯、电机驱动、继电器、可控硅调压、鸣响提示模块、PWM软件完成等模块组成，完成经过上位机和遥控器对家电、灯火、窗布、音乐、电话、安全防备子体系以及门禁子体系的操控。

体系硬件结构框图

体系功用的完成可分为5个子体系模块组成：

a.由温湿度传感器、光敏电阻、时钟芯片和液晶显现器组成的实时显现子体系模块

b. 由串口通讯、遥控器、键盘、照明等家电设备和布景音乐组成的操控子体系模块

c. 智能窗布子体系模块

d. 门禁子体系模块

e. 安全防备子体系模块

f. GSM长途操控子体系模块

（一）、实时显现子体系模块

1）模块概要

实时显现子体系模块经过时钟芯片和传感器检测光线强度、温湿度等状况，在液晶显现屏中实时地显现出来，该子体系对传感器的监测速度以及功率、功用的要求不高，咱们把各传感器以及ATMEGA 16单片机作为主机（EVK1100开发板）的一个子体系，子体系作为一个独立的模块能够独自作业但又从属于主机。全体的硬件框图如下图3.1—1所示：

2）单元模块介绍

2.1 时钟芯片

现在盛行的串行时钟电路许多，如DS1302、 DS1307、PCF8485等。这些电路的接口简略、价格低廉、运用方便，被广泛地选用。本体系选用的DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高功用、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它能够对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功用，作业电压为2.5V～5.5V。选用三线接口与CPU进行同步通讯，并可选用突发方法一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性寄存数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的晋级产品，与DS1202兼容，但添加了主电源/后背电源双电源引脚，一起供给了对后背电源进行涓细电流充电的才能，其主要特色是选用串行数据传输，可为掉电维护电源供给可编程的充电功用，而且能够封闭充电功用。选用一般32.768kHz晶振。

图3.1—2 DS1302引脚图

2.1.1 引脚功用及结构

图3.1—3示出DS1302的引脚摆放及内部结构图，其间Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源封闭的状况下，也能坚持时钟的接连运转。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振动源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，经过把RST输入驱动置高电平来发动一切的数据传送。RST输入有两种功用：首要，RST接通操控逻辑，答应地址/指令序列送入移位寄存器；其次，RST供给停止单字节或多字节数据的传送手法。当RST为高电平时，一切的数据传送被初始化，答应对DS1302进行操作。假如在传送过程中RST置为低电平，则会停止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运转时，在Vcc≥2.5V之前，RST有必要坚持低电平。只要在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后边有具体阐明。SCLK始终是输入端。

2.1.2 DS1302的操控字节

DS1302 的操控字节的最高有用位(位7)有必要是逻辑1，假如它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6假如为0，则表明存取日历时钟数据，为1表明存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有用位(位0)如为0表明要进行写操作，为1表明进行读操作，操控字节总是从最低位开端输出。

2.1.3 数据输入输出(I/O)

在操控指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开端。相同，在紧跟8位的操控指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。

2.2 光敏电阻

现在，在光电检测技能中常用的一些光电监测器材有光敏电阻、光电池、光电二极管、光电三极管等，挑选光照传感器可依据参阅表3.1来进行比较挑选。

表3.1 各种光电器材特性比较

本体系选用的光敏电阻和其他光电监测器材比较具有以下特色：

a）光谱呼应规模宽，依据光电导资料的不同，光谱呼应可从可见光、近红外扩展到远红外，特别对红外和红外辐射有较高的呼应度。

b）灵敏度高，光电导增益大于1。

c）作业电流大，可达数毫安。

d）所测光强规模宽度，既可检测强光也可检测弱光。

其缺陷是在强光照耀下光电转化线性较差，频率呼应（器材检测改变很快的光信号的才能）低。

2.2.1光敏电阻的作业原理

光敏电阻的作业原理是：在其两级加上必定的电压后，当光照耀在光电导体时，由光照发生的光生载流子在外加电场效果下沿必定方向运动。在电路中发生电流，到达光电转化的意图。光敏电阻的作业原理如图3.1.4所示：

光敏电阻随光照强度的添加起到点功用变好，既光敏电阻的电导率添加，流过其内的光电流添加，其自身的电阻值减小，随光照强度的添加起导电功用变差，既光敏电阻的电导率减小，流过其内的光电流添加，其自身的电阻值添加。

依据热平衡状况下半导体电导率公式，在光照耀效果下发生的光电流：

式中，qN是光电子构成的内部电流，V是光敏电阻两头的电压，L是光电导体色长度，Tn，Tp是光辐射下没单位时刻发生的N个电子一空穴的各自寿数，μn，μp，分别是电子和空穴的迁移率。由此可见，光敏电阻的光电流与入射的光子数、量子功率和光电导体的长度L以及加在其两头的电压巨细等要素有关，其电流巨细与L的平方成反比。

所以，在规划光敏电阻时，常设法将L减小，使光电流增大。