基于物联网的智能家居控制系统设计与实现

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基于物联网的智能家居控制系统设计与实现

作者：杨堤

来源：《电子世界》2012年第21期

【摘要】使用ARM处理器和GPRS技术对智能家居实现远程监控和控制，利用Zigbee无线通信技术及CC2430芯片组成家庭内部的局域网络，通过AT89C51单片机作为各控制器终端的控制核心并采用中断方式来进行对应控制。ARM中央处理器、GPRS模块、Zigbee模块之间采用串口通信方式实现，从而使整个系统结合成一个整体。通过该控制系统，用户可以随时随地的通过物联网或者手机对智能家居进行控制并且接收有关的家居信息。 【关键词】智能家居；物联网；GPRS；ARM；Zigbee

Abstract：This article use the ARM platform and GPRS technologies to achieve the remote monitoring and control household，use Zigbee wireless communication technology and the CC2430 chip to achieve the constitution of the family internal LAN，use AT89C51 single-chip

microcomputer to control the node control chip and the control mode for the corresponding interrupt control.The central controller ARM，GPRS module，Zigbee module through serial communication between way realization，so that make the whole system combined into as a whole.Through the control system，users can control of household equipments and obtain various data of household using the Internet or mobile at any time.

Key Words：Smart Home；The Internet of Things；GPRS；ARM；Zigbee 1.引言

2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的理念；2009年8月，温家宝总理在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时，提出了“感知中国”的目标[1]。物联网是以感知为核心的物物互联，从技术角度又称为传感网。物联网将成为继计算机、互联网和通信网络之后的信息产业第三次浪潮[2]。

随着科学技术的迅猛发展，世界迎来了信息化时代。现如今，可以把信息技术、自动控制技术和计算机技术结合起来应用于建筑及住宅，于是出现了智能建筑及住宅。 2.智能家居的概述

智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut）哈特佛市（Hartford）的City Place Building时，才出现了首栋的“智能型建筑”，从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕[3]。

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随着互联网的发展，尤其是无线网络的出现和发展，智能家居逐步进入网络化时代。它能提供照明控制、远程家电控制、安防报警、室内外遥控、自动窗帘、可编程定时控制等多种功能和手段，使人们的生活更加安全、舒适和便捷。 3.系统总体方案

3.1 系统总体结构及主要功能

系统主要由家庭智能控制模块、图像处理单元、ARM中央控制平台、Zigbee无线传输模块[4]、GPRS无线通信模块和因特网通信等部分组成，其总体结构简图如图1所示。 其中家庭智能控制模块主要包括智能安防报警模块、智能照明控制模块及空调远程控制模块。各控制模块通过Zigbee模块与ARM中央控制平台实现连接，组成一个星形家庭智能控制网络。同时，ARM中央控制平台可连接一个USB摄像头，实现对家庭环境的实时监控[5]。ARM中央控制平台通过GPRS和因特网实现与外部的连接，用户出门在外也可以随时随地的通过互联网或者手机对智能家居进行控制。 3.2 系统硬件架构

中央控制器采用了ARM920T S3C2400作为主控芯片，S3C2400内部集成的TFT/STN LCD触摸屏控制器主要用于传输显示数据和产生控制信号，支持屏幕水平和垂直滚动显示。该LCD接口利用S3C2440内部集成的LCD控制器，可直接和大多数TFT液晶显示屏直接相连，通过IIC接口利用IIC总线可以控制液晶显示屏的背光、对比度等，从而实现了人机交换界面的建立[6]。

Flash存储芯片可通过接口总线直接与S3C2400相连，用户可以在其内部存放系统启动代码、根文件系统及内核代码，从而形成随机存储器，用户可在Flash上执行启动代码，在SDRAM上执行主程序。系统硬件电路框图中与中央控制器相连的CC2430芯片为Zigbee无线传输芯片，负责传感器节点、控制器终端节点以及中央控制器的各种数据信息的接收和传输。 3.3 系统软件架构

系统主程序主要运用C语言编写，结合一些主要函数来实现各个模块对应的功能，如系统主程序的初始化、系统设置等。主程序主要由各子程序组成，包括Zigbee无线通信程序、GPRS无线通信程序、各终端模块控制程序等[7]。系统主程序流程图如图3所示。 4.各部分功能及构成 4.1 智能安防报警模块

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6t58.html