【正文】 （RST）：上電時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生200 ms的復(fù)位脈沖；手動(dòng)復(fù)位端輸入低電平時(shí)，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)輸出。4)電源故障輸入端（PFI）： V時(shí)，5號(hào)引腳輸出端的信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖健? 圖 引腳功能說(shuō)明如下：1)手動(dòng)復(fù)位輸入端（ ）當(dāng)該端輸入低電平保持140 ms以上。MAX813L 同時(shí)還能對(duì)系統(tǒng)電源前端監(jiān)測(cè),當(dāng)PF1 輸入低于1. 25V 時(shí),PF0則輸出低電平,以供單片機(jī)通過(guò)中斷對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)處理。（1） MAX813L芯片的主要性能和特點(diǎn) MAX813L有8條引腳雙列直插式封裝（DIP）和小型封裝（SO）兩種形式。掉電監(jiān)測(cè)和保護(hù)電路能夠監(jiān)測(cè)到電源電壓的下降。要控制一個(gè)電器的開(kāi)/關(guān)，只需要將此電器的電路上串一個(gè)繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)，單片機(jī)控制單片機(jī)的一個(gè)I/O口從高變?yōu)榈?，則U3中發(fā)光二極管導(dǎo)通，使得右邊的光敏三極管導(dǎo)通，Q3作為開(kāi)關(guān)功能使繼電器線(xiàn)圈得電，在電器電路上的繼電器常開(kāi)觸電閉合，則相當(dāng)于將電器的開(kāi)關(guān)打開(kāi)了，這就達(dá)到了開(kāi)電器開(kāi)的功能。溫度檢測(cè)電路原理圖如圖2所示，主機(jī)控制DSl8820實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換，DSl8820采用外接電源方式，其VDD端采用3 v～ V電源供電。圖312 溫度檢測(cè)模塊結(jié)構(gòu)圖(2)溫度檢測(cè)元件溫度檢測(cè)電路采用Dallas公司生產(chǎn)的1Wire接口數(shù)字溫度傳感器DSl8B20，它采用3引腳T092封裝：溫度測(cè)量范圍為55℃～+125℃．編程設(shè)置9～12位分辨率。下位機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集、和傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于橋梁混凝土測(cè)溫、電力電纜火災(zāi)監(jiān)測(cè)、糧倉(cāng)及物資倉(cāng)庫(kù)溫度監(jiān)測(cè)。門(mén)有劇烈振動(dòng)時(shí)，門(mén)磁開(kāi)關(guān)就會(huì)工作。需要注意的是，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到報(bào)警時(shí)，會(huì)延遲一段時(shí)間在監(jiān)測(cè)是否有報(bào)警信號(hào)，若存在又沒(méi)有撤防，則開(kāi)始短信報(bào)警。其安防模塊的總體電路圖如下圖所示。REF為負(fù)基準(zhǔn)電壓端，一般接地。DATA OUT為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端。TLC2543的引腳排列圖如下。它除具有高速的轉(zhuǎn)換器和通用的控制能力外，還具有靈活的串行接口。本系統(tǒng)運(yùn)放采用AD623儀用放大器實(shí)現(xiàn)，運(yùn)放后的信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器。 AD623通過(guò)提供極好的隨增益增大而增大的交流共模抑制比（AC CMRR）而保持最小的誤差，且具有較寬的共模輸入范圍，它可以放大具有低于地電平150Mv共模電壓的信號(hào)。（2）信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì) 由于氣體傳感器采集的電信號(hào)一般很小，而且存在共模成分，需要經(jīng)過(guò)放大電路放大，而之后方可進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。他們的氣敏素子，使用空氣中電導(dǎo)率低的二氧化錫。由于設(shè)備及線(xiàn)路在燃燒前會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，煙霧粒子經(jīng)探測(cè)器的進(jìn)煙口進(jìn)入離子腔后，其中的正、負(fù)離子會(huì)吸附在這些煙霧粒子上，造成正常的電流和電壓發(fā)生變化。一般傳感器頂部為一個(gè)防風(fēng)的進(jìn)煙口，后部則帶有不銹鋼滑動(dòng)觸片，用于與探測(cè)器底座連接。這里選用北京百科博計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的CK MPS 門(mén)磁開(kāi)關(guān)。前端探測(cè)器可分為門(mén)磁、窗戶(hù)反射式傳感器、煙霧探測(cè)器、煤氣探測(cè)器等。TC35i與單片機(jī)的硬件接口電路如圖311所示。M：用戶(hù)數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度由L中的數(shù)據(jù)決定。I：協(xié)議標(biāo)識(shí)，2位十六進(jìn)制數(shù)。E：信息類(lèi)型，2位十六進(jìn)制數(shù)。一般的PDU編碼由ABCDEFGHIJKLM十三項(xiàng)組成。表33 與SMS相關(guān)的若干GSM AT指令表(3) PDU編碼規(guī)則目前，發(fā)送短消息常用Text和PDU(Protocol DataUnit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)模式。(2) 模塊中與SMS有關(guān)的GSM AT指令介紹GSM 引擎模塊提供的命令符合GSM07．05和GSM07．07規(guī)范 GSM07．07中定義的AT Command接口。數(shù)據(jù)通信電路主要實(shí)現(xiàn)短消息收發(fā)、與PC機(jī)通信、軟件控制等功能。在充電模式下可為T(mén)C35i提供6V／500。當(dāng)TC35i通電后必須給IGT一個(gè)大于100 mV的低電平，模塊才能啟動(dòng)。TC35i有40個(gè)引腳，通過(guò)ZIF連接器引出。圖310 TC35i(1) TC35i介紹TC35i是西門(mén)子最新推出的無(wú)線(xiàn)通信模塊，功能與TC35兼容，設(shè)計(jì)緊湊。其中西門(mén)子的TC35系列模塊性?xún)r(jià)比很高，并且已經(jīng)有國(guó)內(nèi)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備入網(wǎng)證。這樣的方法。其中文字符碼與字字符字模關(guān)系對(duì)照表如表32所示[7]。所謂1602是指顯示的內(nèi)容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符。但行列式鍵盤(pán)的管理程序較復(fù)雜，需要采用鍵盤(pán)掃描技術(shù)，常用的鍵盤(pán)掃描方式有：掃描法、反轉(zhuǎn)法、狀態(tài)矩陣法等。在讀取I/O口無(wú)內(nèi)部上拉電阻需要加上拉電阻，STC89C52的P0口就沒(méi)有上拉電阻，獨(dú)立式鍵盤(pán)接此口時(shí)必須外接上拉電阻。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后,也要給5ms～10ms的延時(shí),待后沿抖動(dòng)消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。此時(shí)即使用按鍵的機(jī)械性能,使按鍵因彈性抖動(dòng)而產(chǎn)生瞬時(shí)斷開(kāi)（抖動(dòng)跳開(kāi)B）,按鍵不返回原始狀態(tài)A,雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不改變,輸出保持為0,不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。以RS觸發(fā)器作為常用的硬件去抖電路如圖36所示。為確保CPU對(duì)鍵的一次閉合僅作一次處理,必須去除鍵抖動(dòng)。應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)的影響。圖35 RS485總線(xiàn)電路圖 上位機(jī) 鍵盤(pán)模塊鍵盤(pán)是有讓干個(gè)按鍵組成的，它我單片機(jī)最簡(jiǎn)單的輸入設(shè)備。而由于信號(hào)在傳輸線(xiàn)上傳送，若遇到阻抗不連續(xù)的情況，會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象，從而影響信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送，盡管MAX1487能夠減少反射的影響，但是還是要采用匹配的方法來(lái)消除反射。下圖34為MAX1487的典型的工作電路模型：圖34 MAX1487工作電路模型從上圖我們可以看到MAX1487是八腳封裝芯片，下表是它的引腳說(shuō)明。MAX1487的特點(diǎn)是：*無(wú)誤差數(shù)據(jù)傳送的限斜率驅(qū)動(dòng)器**7V～+12V共模輸入電壓范圍*三態(tài)輸出*半雙工工作方式*工作電源為單一的+5V*總線(xiàn)可接128個(gè)收發(fā)器*限流和熱敏控制電路為驅(qū)動(dòng)器提供過(guò)載保護(hù)因?yàn)镸AX1487的輸入阻抗為48KΩ，允許在一條總線(xiàn)上接128片MAX1487。這里簡(jiǎn)要介紹MAX487的特性。 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 RS485總線(xiàn) RS485總線(xiàn)接口設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，采用的是以89C51單片機(jī)為主控制器，MAX1487的電平轉(zhuǎn)換芯片為驅(qū)動(dòng)器與傳輸器的接口模塊。 共6個(gè)中斷源 時(shí)鐘頻率024MHz 8k可反復(fù)擦寫(xiě)(1000次）Flash ROMSTC89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。STC89C52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是標(biāo)檢集團(tuán)（STC）公司生產(chǎn)的。在本設(shè)計(jì)中，選用有線(xiàn)雙絞線(xiàn)作為本地通信的傳輸介質(zhì)，首先在和無(wú)線(xiàn)傳輸對(duì)比上節(jié)約了成本，減少了無(wú)線(xiàn)對(duì)人體造成的輻射，和其他有線(xiàn)傳輸形式對(duì)比，則更容易實(shí)現(xiàn)，在智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)里，是最優(yōu)的選擇。光纖又稱(chēng)為光纜或光導(dǎo)纖維，由光導(dǎo)纖維纖芯、玻璃網(wǎng)層和能吸收光線(xiàn)的外殼組成。(2) 同軸電纜。(1) 雙絞線(xiàn)。此外較有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)還有DeviceNet、PROFIBUS、HART、CCLink、WorldFIP、INTERBUS、PNet、SwiftNet等總線(xiàn)形式。它由美國(guó)Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡導(dǎo)。CAN的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，具有自動(dòng)關(guān)閉功能，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。RS485/422總線(xiàn)一般最大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果使用特制的485芯片，可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)，最大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)。RS485采用半雙工工作方式，支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信。1）RS485/422采用平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信：發(fā)送端將串行口的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào) A,B兩路輸出，經(jīng)過(guò)線(xiàn)纜傳輸之后在接收端將差分信號(hào)還原成TTL電平信號(hào)。 本地通信本地通信是指各個(gè)模塊之間的通信，主要是考慮模塊運(yùn)用的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)形式和個(gè)模塊之間信號(hào)傳輸所用的介質(zhì)。(3) 通過(guò)電話(huà)網(wǎng)進(jìn)行控制。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，Internet技術(shù)在住宅小區(qū)的使用潛力日益突出，它可以為用戶(hù)提供遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上購(gòu)物、電子銀行、住宅安全的狀況的網(wǎng)上查詢(xún)、家用電器的網(wǎng)上實(shí)時(shí)監(jiān)控等方便、快捷的服務(wù)。它和PC機(jī)對(duì)比有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1) 成本低，耗能低，功能齊全；(2) 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便安裝和攜帶；(3) 有較強(qiáng)的抗干擾能力；(4) 編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性。隨著單片機(jī)在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展其控制功能，單片機(jī)已不能用“單片微型計(jì)算機(jī)”來(lái)準(zhǔn)確表達(dá)其內(nèi)涵。 中央控制器隨著社會(huì)的發(fā)展和需求的提高，計(jì)算機(jī)也在不斷地更新與發(fā)展。用戶(hù)通過(guò)手機(jī)短信了解和及時(shí)處理報(bào)警，如果是誤報(bào)，可以取消報(bào)警，達(dá)到控制的目的。其設(shè)計(jì)模型圖如圖21所示。要求：完成系統(tǒng)的方案選型，元件選擇，軟件設(shè)計(jì)。因此，這一方面的研究開(kāi)發(fā)急需加強(qiáng)。我國(guó)智能家居發(fā)展較晚，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還在制定之中。仿人智能化是智能控制發(fā)展的必然趨勢(shì)，它是當(dāng)代高科技技術(shù)和生物學(xué)技術(shù)的高度綜合和升華。家居智能化需滿(mǎn)足自動(dòng)化管理、三表計(jì)量、安全防范監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、對(duì)講呼叫、設(shè)備監(jiān)控等六方面內(nèi)容，把六項(xiàng)內(nèi)容的智能化功能集成，從而降低成本，是其未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。以上三種具有代表性的我國(guó)智能家居系統(tǒng)，是不同企業(yè)和科研單位從不同角度和立場(chǎng)理解智能家居的結(jié)果,由于 智 能 家居系統(tǒng)現(xiàn)在還缺乏統(tǒng)一明確的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此很多公司開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品使用的是自己組網(wǎng)技術(shù)和信息交換協(xié)議，有的核心技術(shù)沒(méi)有對(duì)外公開(kāi)，技術(shù)復(fù)雜，不易掌握，有很多產(chǎn)品是針對(duì)特定的組網(wǎng)環(huán)境開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，因此，限制了其使用的范圍，而且由于是少數(shù)幾家公司約定的技術(shù)，相關(guān)第三方產(chǎn)品缺乏，各個(gè)接入設(shè)備之間不能兼容，互操作性差，用戶(hù)擴(kuò)充系很不方便，限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。海爾的“e家庭”以海爾電腦作為控制中心，各種網(wǎng)絡(luò)家電作為終端設(shè)備，以海爾移動(dòng)電話(huà)作為移動(dòng)數(shù)字控制中心。系統(tǒng)可以提供的功能有:智能調(diào)光、家電管理、遠(yuǎn)程控制、家政保安、環(huán)境設(shè)置和窗簾控制等功能。首先，8X采用的預(yù)埋總線(xiàn)方式?jīng)Q定了它的切入點(diǎn)只能是新建小區(qū)，對(duì)于舊房改造這一潛在的巨大市場(chǎng)它無(wú)能為力。另一方面，由于它需要進(jìn)行線(xiàn)路預(yù)埋，因此主要客戶(hù)對(duì)象是新建小區(qū)的開(kāi)發(fā)商，但它較高的價(jià)格是這些開(kāi)發(fā)商所難以承受的，所以一直無(wú)法打開(kāi)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。其次，它的功能雖然強(qiáng)大，但是針對(duì)西方消費(fèi)的習(xí)慣設(shè)計(jì)的，難以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)消費(fèi)者的要求。目前，世界上許多計(jì)算機(jī)、通信、家電行業(yè)的巨人都認(rèn)識(shí)到它的巨大市場(chǎng)潛力，紛紛進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。一般具有如下特征：(1) 家庭中具備完善的、綜合的安保防災(zāi)措施和生活服務(wù)的智能控制器；(2) 家庭與小區(qū)及社會(huì)具有高度的信息交互能力；(3) 家庭內(nèi)部具備完善的安保措施、全面的設(shè)施監(jiān)控管理和信息化的服務(wù)管理；(4) 為家庭提供多媒體信息服務(wù)。表現(xiàn)在不僅希望擁有舒適、溫馨的住所，而且對(duì)安全性、智能性等方面也提出了更高的要求，因此智能家居系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí)該設(shè)計(jì)選用GSM模塊讓用戶(hù)對(duì)家居實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到遠(yuǎn)程控制家居的目的；本地控制是通過(guò)本地鍵盤(pán)和顯示，進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)本地控制目的。該系統(tǒng)由主控、安防、溫度檢測(cè)、線(xiàn)路監(jiān)控等模塊組成，各模塊間的通信由RS485總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)。 local control through the local keyboard and display for Human Machine Interface(HMI), to achieve the purpose of local control. The system is capable of security, temperature and humidity detecting, and controlling electrical device remotely and locally.【Key words】Smart Home System；MCU；GSM；Remote Control；RS485 bus 目 錄1 前言隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平的快速提高，尤其是手機(jī)等通信手段的普及以及微處理器的飛速發(fā)展，人們對(duì)其生活住宅環(huán)境的要求也越來(lái)越高。它一般是指將家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭保安裝置，通過(guò)家庭總線(xiàn)技術(shù)連接到一個(gè)智能家庭控制器上，并把其中的一些設(shè)備和裝置通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制、家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住戶(hù)及環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)[1][3]。 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀在國(guó)外，智能家居常被稱(chēng)為“SmartHome”。首先，它是基于美國(guó)的電力環(huán)境設(shè)計(jì)的，很難適應(yīng)國(guó)內(nèi)惡劣的電力線(xiàn)環(huán)境。究其原因，一個(gè)是其工程要求較為復(fù)雜、嚴(yán)格。應(yīng)該說(shuō)8X 系統(tǒng)最大優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)較為成熟，是比較適合中國(guó)國(guó)情的系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)及東南亞市場(chǎng)有成功應(yīng)用的范例，但在系統(tǒng)架構(gòu)、靈活性、價(jià)格等方面還難以滿(mǎn)足要求。清華同方智能家居控制系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)中國(guó)家庭設(shè)計(jì)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，遵循國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用嵌入式軟、硬件技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及末端設(shè)備等全系列家庭自動(dòng)化產(chǎn)品。2000年9月海爾提出“e家庭”概念，并計(jì)劃陸續(xù)推出以下的“e家庭”產(chǎn)品:家庭無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、整體智能廚房、整體衛(wèi)浴、智能上網(wǎng)設(shè)備、ebook、掌上智能設(shè)備、指紋/瞳孔識(shí)別系統(tǒng)、TabletPC等產(chǎn)品?？坡〖瘓F(tuán)推出的“現(xiàn)代家居信息服務(wù)集散控制系統(tǒng)”，有效地集成了家電智能控制、家電遠(yuǎn)程故障診斷及維護(hù)、遠(yuǎn)