近年来，物联网技能发展敏捷，全社会的信息化水平不断提高。智能家居是物联网的首要运用之一，已成为当时的抢手研讨范畴，也是未来家居生活的发展方向 。它能够为用户供给舒适、便当的生活环境。但因为市场上的相关产品大多价格昂贵，普及率仍然较低。以往的探究与开发往往逗留在对电器设备自身的改造上，这种测验使智能家居产品一度成为奢侈品。本文介绍了一种电能操控体系，作为智能家居的重要组成部分，它在不改动原有电器设备的基础上完成了长途自动操控功用。
1 体系结构
该电能操控体系由遥控器和插座节点组成，其作业原理如图1所示。当用户在家时，经过遥控器以射频方法对插座进行操控。插座节点收到信号后，由微操控器进行解码，并依据得出的成果，对特定编号的插座做通断电处理，从而使与其衔接的用电器被发动或许封闭。当用户离居处较远时，可经过GSM网络向遥控器发送手机短信 ，微操控器读取信息后，经过射频芯片，将信息传递到室内的无线网络中，进而使相应地址上的插座遭到操控。由此可见，遥控器在整个智能家居体系中归于网关节点 ，一方面，它与插座节点组成了室内射频局域网，另一方面，它又与GSM网络相连，延展了遥控间隔。遥控器的内部结构如图2所示，包含温湿度检测电路、时钟模块、nRF905射频收发模块、GSM模块等功用电路，这些模块均与操控中心LM3S811相连。该微操控器选用ARM Coaex-M3架构，因为依托高密度的Thumb-2指令集，内存开支大大下降，操作体系的移植也愈加便利。
图1 遥控插座作业原理
图2 遥控器结构框图
插座节点首要完成与遥控器的射频通讯以及继电器的通断操控，其结构框图如图3所示。插座中的烟雾传感器用于防备火灾风险。一旦检测到烟雾或可燃性气体，插座上对应的继电器将断开，并经过射频收发模块向遥控器报告，遥控器收到信息后，再经过GSM模块的短信功用及时提示用户采纳相应的办法，避免风险的产生或财产损失的进一步扩展。因为插座端作业量较少，从本钱和功能两方面考虑，本体系选用STC12C5620AD微操控器作为插座端的主控芯片。
图3 插座节点结构框图
2 硬件电路设计
2.1 温湿度检测电路
本体系选用温度传感器LM35和湿度丈量模块CHM-02进行环境监测。LM35的电压输出与摄氏温度呈线性关系，无需校准就可在常温环境下达±l/4℃的丈量精度。CHM-02模块可在0~70 ℃的温度下对20~95%RH范围内的湿度进行检测，室温下的丈量精度为5%RH。温湿度传感器与MCU的接口示意图如图4所示。因为两种传感器输出的模拟信号在MCU片内A/D采样电路的检测范围内，所以直接将两者的输出端与MCU的两个ADC引脚衔接。模拟式传感器的运用不光充分利用了操控器的片上资源，并且提高了子程序的利用率。
图4 温湿度传感器与MCU的接口示意图
2.2 烟雾检测电路
烟雾传感器MQ一2根据SnO：的电化学特性，对可燃性气体及烟尘有杰出的检测灵敏度。烟雾检测电路原理图如图5所示。MQ.2在正常作业前需求对内部加热丝的H.h南北极通电预热 ，为了避免加热电流过大而导致内部信号线温度过高，此处将加热丝与100 Q电阻串联。当环境中的烟雾或可燃气体超越戒备阈值时，传感器A.B南北极间的电导率敏捷添加，与其串联的负载电阻m所取得的电压也相应添加，该电压信号经低功耗运放TLC27M2扩大后，得到与烟雾或可燃气浓度相对应的模拟量输出，终究接人操控器的ADC模块进行量化。
