【正文】 led=1。 flag3=0。 wrongtimes=0。 password_init[3]=read_add_24c02(0x03)。 delay(5000)。 people=1。 num2=0。DALAS Semiconductor Automatic Identification Data Book[M]，1995.DJ Cook. MavHome: An AgentBased Smart Home [C].Proc. of 1st IEEE Int. Conf. Pervasive Computing and Communications (PerCom’03): 521~524.Siemens TC35/TC37 Hardware Interface王衛(wèi)星，鄧小玲，[M].中國(guó)水利水電出版社，2009。[J]通訊與信息技術(shù)，2008，(04)：62~64。郝建國(guó)，[M].北京：人民郵電出版社，1997。常用的家庭信息，如天氣預(yù)報(bào)、咨詢(xún)信息等可以通過(guò)連接入網(wǎng)的家庭終端設(shè)備及時(shí)了解到。 未來(lái)展望未來(lái)，智能家居將會(huì)突破傳統(tǒng)意義上簡(jiǎn)單的家電控制，它是一個(gè)更大范圍內(nèi)的控制，大致可以概括為以下幾方面：（1）家庭安防中心：家庭安防設(shè)備，如攝像頭、紅外探測(cè)器、煙霧探測(cè)器等，一旦接入物聯(lián)網(wǎng)，主人就可以在任何時(shí)刻任何地點(diǎn)了解家里的安全動(dòng)態(tài)。（2）控制功能不夠強(qiáng)大，智能家居為了達(dá)到簡(jiǎn)單舒適方便的生活環(huán)境的要求，應(yīng)該加入多一些的電器控制。本系統(tǒng)還可以應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人值守崗位的遠(yuǎn)程控制和安全報(bào)警等。② 操作方便，可用性強(qiáng)。本系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，提出了設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)地闡述了密碼鎖、液晶顯示和人體熱釋感應(yīng)的原理、GSM打電話(huà)的實(shí)現(xiàn)方法、以及相關(guān)電路的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)中充分利用了系統(tǒng)的硬件和軟件資源，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和通用性。 根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路焊接完后，將寫(xiě)好的程序燒錄進(jìn)單片機(jī)里，用串口線(xiàn)連接系統(tǒng)與電腦，在電腦上用串口調(diào)試助手來(lái)檢測(cè)GSM模塊能否工作。因此，本設(shè)計(jì)又在硬件電路里加上了一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)有人在家時(shí)便可以關(guān)掉這個(gè)模塊，出門(mén)時(shí)就開(kāi)啟它。插上紅外模塊，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)，它會(huì)發(fā)送信號(hào)到單片機(jī)上，單片機(jī)接到信號(hào)后啟動(dòng)報(bào)警程序。密碼輸入也沒(méi)反應(yīng)。經(jīng)過(guò)檢測(cè)之后改正了這個(gè)錯(cuò)誤。要測(cè)試一個(gè)最小系統(tǒng)是否正常工作，主要方法是為該系統(tǒng)芯片寫(xiě)入一段簡(jiǎn)單LED調(diào)試程序，觀看系統(tǒng)每個(gè)引腳輸出是否與理論結(jié)果相同，若一致，則最小系統(tǒng)工作正常，否則就要尋找出錯(cuò)原因。（3）可靠性調(diào)試引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過(guò)大、器件負(fù)載過(guò)大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線(xiàn)和布局的不合理等也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。 硬件連接方面，傳統(tǒng)臺(tái)式PC機(jī)支持標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，當(dāng)下帶有串口的PC很少見(jiàn)，所以需要USB（Universal Serial BUS）/232轉(zhuǎn)換接口，并且安裝相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序。下圖就是該軟件的工程界面圖：圖27 Keil 181。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)行Keil軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。 系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行之后進(jìn)行初始化，然后打開(kāi)人體紅外檢測(cè)模塊的開(kāi)關(guān)，進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)附近有人，就啟動(dòng)報(bào)警程序。錯(cuò)誤3次就報(bào)警。B：修改密碼。 所有的程序詳見(jiàn)附錄B。⑤ GSM模塊開(kāi)始工作。① 開(kāi)始先對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行初始化。⑤ 內(nèi)部集成2個(gè)RS232C驅(qū)動(dòng)器。 主要特點(diǎn)：① 符合所有的RS232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)其實(shí)就是一個(gè)具有GPRS（General Packet Radio Service）功能的GSM手機(jī)模塊加上單片機(jī)控制系統(tǒng)，GSM手機(jī)模塊主要是用來(lái)建立無(wú)線(xiàn)信道，接收和發(fā)出短消息。單片機(jī)與TC35一般采用串行異步通信接口，具有紅外和通信電纜兩種連接方式。實(shí)現(xiàn)串口通訊的功能。圖17 密碼存儲(chǔ)電路 （4）模擬門(mén)圖18 模擬門(mén)電路 模擬門(mén)工作方式如下： ① 當(dāng)密碼輸入是正確的時(shí)候，模擬門(mén)處于工作狀態(tài)，即綠燈亮。AT24C02中帶有片內(nèi)地址寄存器。C總線(xiàn)串行傳送。AT24C02的控制字由8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開(kāi)始信號(hào)發(fā)出以后，主機(jī)便會(huì)發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線(xiàn)傳送的方向。AT24C02正是運(yùn)用了I178。為降低總的寫(xiě)入時(shí)間，一次操作可寫(xiě)入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。C總線(xiàn)式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的串行器件，占用很少的資源和I/O線(xiàn)，并且支持在線(xiàn)編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便。行列方式是用m條I/O線(xiàn)組成行輸入口，用n條I/O線(xiàn)組成列輸出口，在行列線(xiàn)的每一個(gè)交點(diǎn)處，設(shè)置一個(gè)按鍵，組成一個(gè)mn的矩陣，矩陣鍵盤(pán)所需的連線(xiàn)數(shù)為行數(shù)＋列數(shù)，如44的16鍵矩陣鍵盤(pán)需要8條線(xiàn)與單片機(jī)相連，—般鍵盤(pán)的按鍵越多，這種鍵盤(pán)占I/O口線(xiàn)少的優(yōu)點(diǎn)就越明顯，因此，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較為常見(jiàn)。④ 無(wú)活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)。 密碼鎖與密碼存儲(chǔ)模塊圖14 密碼鎖（1）密碼鎖的特點(diǎn)：① 保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。② 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線(xiàn)圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。 報(bào)警模塊圖12 蜂鳴器與紅色二極管蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話(huà)機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。它有若干個(gè)57或者511等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。 ④ 有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM。⑦ 輸出高電平信號(hào)：可方便與各類(lèi)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。④ 具有感應(yīng)封鎖時(shí)間（默認(rèn)設(shè)置：）：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號(hào)。③ 兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)。⑧ 工作溫度：15℃~+70℃。④ 延時(shí)時(shí)間：可調(diào)(~10分鐘)。幾個(gè)毫秒后，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。C1取10μF，R1為1KΩ，R2為10KΩ。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容安裝得與單片機(jī)芯片靠近，可以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。它結(jié)合了CMOS的高速和高密度技術(shù)及CMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類(lèi)似馬達(dá)控制等應(yīng)用場(chǎng)合。⑧ GSM通信模塊和程序下載模塊，用串口和芯片MAX232來(lái)實(shí)現(xiàn)。④ 報(bào)警模塊，采用蜂鳴器鳴叫和紅色發(fā)光二極管發(fā)亮報(bào)警。通過(guò)兩種方案的詳細(xì)介紹與了解，再根據(jù)現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)的要求和兩種方案的明顯對(duì)比，最終確立方案一為此次智能家居報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。而且，還能根據(jù)不同的家庭拓展出不同的功能。 ④ 上位機(jī)采用PS2鍵盤(pán)輸入模塊和人機(jī)交互液晶顯示模塊，具有人性化的操作。并且可通過(guò)GSM模塊通知家庭主人有關(guān)房子的信息。單片機(jī)人體熱釋感應(yīng)模塊密碼鎖鍵盤(pán)輸入模塊與密碼存儲(chǔ)模塊顯示模塊報(bào)警模塊模擬門(mén)GSM通信模塊與程序下載模塊圖1 方案一系統(tǒng)框圖 方案二 智能家居報(bào)警系統(tǒng)主要分為四大部分：上位機(jī)數(shù)據(jù)處理顯示，下位機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理，節(jié)點(diǎn)與主機(jī)無(wú)線(xiàn)通信，GSM網(wǎng)絡(luò)通信。 ③ 采用發(fā)光二極管模擬門(mén)的狀態(tài)。密碼鎖鍵盤(pán)輸入模塊采用44薄膜鍵盤(pán)。2 總體方案確定 方案的對(duì)比與選擇 方案一 智能家居報(bào)警系統(tǒng)由微型控制器，人體熱釋感應(yīng)模塊，顯示模塊，報(bào)警模塊，密碼鎖鍵盤(pán)輸入模塊，密碼存儲(chǔ)模塊，GSM通信模塊，程序下載模塊和模擬門(mén)組成?？刂颇Ｊ綇囊酝鶈我辉O(shè)備的簡(jiǎn)單控制轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣O(shè)備的智能互聯(lián)、協(xié)同互動(dòng)。 （4）廉價(jià)的設(shè)備組建：在設(shè)備具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口后，傳感器和執(zhí)行器在市場(chǎng)的推動(dòng)下會(huì)朝著低成本的方向發(fā)展，設(shè)備更多的是以模塊的形式存在。未來(lái)，智能家居系統(tǒng)存在以下發(fā)展趨勢(shì)： （1）標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)接口：包括硬件接口和軟件協(xié)議，是識(shí)別設(shè)備和數(shù)據(jù)通信的前提。這種智能家居網(wǎng)絡(luò)不但沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互通互聯(lián)反而設(shè)置了更多的障礙。 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)智能家居網(wǎng)絡(luò)的理想目標(biāo)是：不僅可以完成家庭內(nèi)部各種設(shè)備資源的共享協(xié)同工作，還能通過(guò)三網(wǎng)融合(即廣播電視網(wǎng)，電信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合)，實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部設(shè)備與外部網(wǎng) 絡(luò)的信息交互，通過(guò)豐富多彩的應(yīng)用和服務(wù)使用戶(hù)享受到便利、安全、舒適的生活體驗(yàn)。MavHome所使用的預(yù)用戶(hù)下一步行為的預(yù)測(cè)算法都是在對(duì)歷史行為數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上做出進(jìn)一步 的預(yù)測(cè)。目前，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家也在探詢(xún)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和信息處理技術(shù)對(duì)EIB的功能進(jìn)行擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)短信和電話(huà)監(jiān)控、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。 歐洲設(shè)備安裝總線(xiàn)協(xié)議EIB（European Installation Bus）是電氣布線(xiàn)領(lǐng)域使用范圍最廣的行業(yè)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)的X10系統(tǒng)是全球第一個(gè)利用電力線(xiàn)作為信息傳輸媒介的燈飾及電子電器的控制產(chǎn)品。除了上述智能家居系統(tǒng)外，國(guó)內(nèi)還有很多致力于開(kāi)發(fā)智能家居系統(tǒng)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，其立足于自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，所研究的系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上大體相似，但實(shí)現(xiàn)方法略有不同。目前，海爾已推出了網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)、網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)熱水器、網(wǎng)絡(luò)微波爐等一系列信息家電產(chǎn)品。因此，在物聯(lián)網(wǎng)的全新環(huán)境以及對(duì)家居系統(tǒng)更高的要求下，研究智能家居具有重要的理論意義和應(yīng)用前景。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間。一次新的科技浪潮即將到來(lái)。計(jì)算機(jī)、嵌入式技術(shù)對(duì)普通家庭已經(jīng)產(chǎn)生了一次重要的變革。這些高科技已經(jīng)影響并改變了人們的生活習(xí)慣和生活質(zhì)量，家居智能化在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生。以物聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的新的產(chǎn)業(yè)革命將人類(lèi)帶入“微觀世界”，信息獲取的便利使人類(lèi)感受不到距離的存在。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線(xiàn)技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。智能家居控制因系統(tǒng)布線(xiàn)簡(jiǎn)單、功能靈活，擴(kuò)展容易，而被人們廣泛接受和應(yīng)用 。海爾UHome數(shù)字家庭系統(tǒng)以家庭網(wǎng)關(guān)為控制中心，可以通過(guò)電話(huà)網(wǎng)、Internet、移動(dòng)手機(jī)網(wǎng)等方式對(duì)家庭內(nèi)部的電器設(shè)備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)及控制。綜合控制系統(tǒng)由智能家居網(wǎng)關(guān)、智能化遙控器、智能家居綜合管理軟件、手機(jī)客戶(hù)端軟件等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)房間設(shè)備的綜合管理。 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀目前，國(guó)外智能家居標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品較多，下面列舉幾種典型代表。國(guó)內(nèi)已有代理商推出了適用中國(guó)住宅的、改進(jìn)的X10系統(tǒng)。在中國(guó)市場(chǎng)上ABB（Asea Brown Boveri Ltd）公司和西門(mén)子公司推出了各自的EIB樓宇智能控制系統(tǒng)。為了達(dá)到這一目標(biāo)，智能Agent必須能夠預(yù)測(cè)用戶(hù)的移動(dòng)模式和設(shè)備的使用情況。例如美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的移動(dòng)和普適計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的Georgia Tech Aware Home、美國(guó)麻省理工學(xué)院的MIT Intelligent Room、韓國(guó)公州大學(xué)設(shè)計(jì)的Smart Home Energy Management System等。另外，家用電器生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)的智能家居仍是以自我為中心，設(shè)備對(duì)外不具備開(kāi)放性的接口，協(xié)議也是封閉的。針對(duì)以上分析到的目前智能家居控制領(lǐng)域存在的不足，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展方向，智能家居網(wǎng)絡(luò)不可避免地將成為一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)面向不同類(lèi)型的設(shè)備，融合有線(xiàn)方式與無(wú)線(xiàn)方式網(wǎng)絡(luò)功能的行為實(shí)現(xiàn)需要兼容的家庭設(shè)備，這些設(shè)備可以自由地生成和注銷(xiāo)以提供網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和服務(wù)的便利性。通過(guò)廣播電視網(wǎng)、 電信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更廣泛的互聯(lián)。依賴(lài)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，家庭網(wǎng)絡(luò)的信息承載量將達(dá)到最大化，因此其性能也將超過(guò)以往的家庭集成控制系統(tǒng)。相信在不久的將來(lái)，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷推動(dòng)下 ，智能家居將真正走進(jìn)尋常百姓的家中，人們也將真正享受到智能家居的舒適生活。報(bào)警模塊采用蜂鳴器鳴叫和紅色LED發(fā)亮報(bào)警。 ② 采用44薄膜鍵盤(pán)作為智能密碼鎖，輸入密碼錯(cuò)誤則啟動(dòng)報(bào)警。 ⑥ 通過(guò)串口下載程序。下位機(jī)通過(guò)各種傳感器可以采集室內(nèi)的溫度，濕度等信息發(fā)送給上位機(jī)；上位機(jī)通過(guò)接收下位機(jī)的信息進(jìn)行處理，對(duì)電器控制和判斷是否啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警等操作。 ③ 下位機(jī)可以檢測(cè)室內(nèi)是否有人非法進(jìn)入和智能密碼鎖開(kāi)關(guān)門(mén)。PS2鍵盤(pán)輸入模塊實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊上位機(jī) 主控模塊語(yǔ)音報(bào)警模塊GSM通信模塊人機(jī)交互液晶顯示模塊下位機(jī) 主控模塊無(wú)線(xiàn)通信模塊無(wú)線(xiàn)通信模塊溫度檢測(cè)濕度檢測(cè)電量檢測(cè)人體熱釋檢測(cè)密碼鎖圖2 方案二系統(tǒng)框圖 方案的對(duì)比方案一功能雖然較為簡(jiǎn)單，可卻能切中要害，操作方便，可用性強(qiáng)，而且盡量減少硬件資源，環(huán)保高效，可靠性強(qiáng)。 方案的確定智能家居系統(tǒng)講究的是方便，實(shí)用，簡(jiǎn)單，高效，可靠性強(qiáng)。③ 液晶顯示模塊，采用液晶LCD1602顯示。⑦ 模擬門(mén)，是由綠色發(fā)光二極管的亮與滅來(lái)模擬家里的門(mén)的開(kāi)與關(guān)。圖5 STC89C52（1）89C52是INTEL公司MCS51系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS51的HCMOS產(chǎn)品。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。因此，電容選擇陶瓷電容，電容值為33PF。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路，如圖7所示。S1松手，C1又充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。③ 電平輸出：，低0V。⑦ 感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以?xún)?nèi)。② 光敏控制(可選）：模塊預(yù)留有位