【文章內容簡介】 人類健康和自然生態(tài)環(huán)境。智能家居是家居技術創(chuàng)新的必然趨勢。20世紀80年代，信息技術飛速發(fā)展，特別是計算機互聯(lián)網（INTERNET）技術、計算機集成制造技術（CLMS）更是得到了驚人的發(fā)展，人類從此開始進入知識經濟時代。從智能家居的發(fā)展進程看，它經歷了單一專用系統(tǒng)、多功能系統(tǒng)、部分集成系統(tǒng)、一體化的集成管理系統(tǒng)等幾個階段，每個階段都是技術創(chuàng)新的成果。智能家居建設是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的組成部分。我國人口眾多，地大而物不博，以快速竭盡自然資源和惡化生態(tài)環(huán)境為代價的粗放型產業(yè)經濟發(fā)展模式已不符合知識經濟時代的要求?！吨袊?1世紀議程》提出了我國人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的總方向。在保持住宅產業(yè)高速增長的前提下，實現(xiàn)資源的綜合利用和環(huán)境質量的不斷改善，實現(xiàn)住宅產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。智能家居首先著眼于人居環(huán)境的所有社會功能，著眼于現(xiàn)實與未來的平衡，在可持續(xù)發(fā)展方面起先導和示范作用；節(jié)約能源，節(jié)省建材和配套器材等消耗型資源；以人為本，創(chuàng)造人與環(huán)境的和諧空間。總之，建設智能家居具有時代的前瞻性，順應了當今信息社會的潮流，對進一步提高居民生活水平和生活質量具有非常重要的意義?？梢?，智能家居具有非常廣闊的發(fā)展前景。 2 遠程家居智能監(jiān)控系統(tǒng)總體設計 遠程家居智能管理系統(tǒng)設計要求 遠程家居智能管理系統(tǒng)設計原則(1) 安全性和可靠性 安全和可靠是對遠程家居智能管理系統(tǒng)的基本要求，也是最重要的要求，是設計智能家居管理系統(tǒng)的主要目標。(2) 滿足用戶需求 遠程家居智能管理系統(tǒng)設計將從用戶需求分析著手，并以滿足用戶的需求為目標。(3) 合理性和經濟性 在保證先進性的同時，充分考慮系統(tǒng)的合理性、實用性和經濟性。(4) 結構化和可擴充性遠程家居智能管理系統(tǒng)的總體結構將是結構化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴充性，既可使不同的設備產品綜合在一個系統(tǒng)中，又可使系統(tǒng)能在日后需要時能夠得以方便地加以擴展，擴充另外的設備產品。 遠程家居智能管理系統(tǒng)的功能我們對遠程智能家居管理系統(tǒng)的用戶需求進行了分析，并且研究了現(xiàn)有的智能家居的系統(tǒng)功能，提出了遠程智能家居管理系統(tǒng)應具備的功能。(1)用戶身份認證：遠程家居智能管理系統(tǒng)首先應該鑒別用戶身份是否合法，只允許合法用戶登陸服務器，對家居狀態(tài)進行查詢或管理。(2)家庭安防：安全是居民對智能家居的首要要求，因此家庭安防由是智能家居的最重要的組成部分。家庭安防報警、門窗磁報警、緊急求助報警、燃氣泄漏報警、火災報警等。當家庭智能安防端處于布防狀態(tài)時，紅外探頭探測到家中有人走動，或者燃氣泄漏，出現(xiàn)火災等就會自動報警，通過蜂鳴器和語音實現(xiàn)本地報警；同時，系統(tǒng)自動向主人的手機傳送報警信息。(3)家電控制：家電控制是智能家居集成系統(tǒng)的重要組成部分，代表著智能家居的發(fā)展方向。通過有線或無線的聯(lián)網接口，將家電、燈光與家庭智能終端相連，組成網絡家電系統(tǒng)，實現(xiàn)家用電器的遠程控制。(4)遠程抄表：水、電、氣表的遠程自動抄收計費是智能家居管理的一個基本內容。它的實現(xiàn)解決了入戶抄表的低效率、干擾性和不安全因素。 遠程家居智能管理系統(tǒng)的總體設計方案遠程控制是通過一定的手段對異地的電器實施控制，目前研究開發(fā)的主要是電話遠程控制和Internet遠程控制。但基于我國現(xiàn)有的Internet分布和價格情況的分析要利用Internet該方式只能局限于在發(fā)達地區(qū)，因此存在應用范圍問題。所以要利用網絡來實現(xiàn)家居電器的遠程控制是不現(xiàn)實的。電話遠程控制作為一較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，不需進行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯(lián)網，可以充分利用現(xiàn)有的電話網，因此控制距離可跨省市，甚至跨越國家，相對于Internet來說價格更低實現(xiàn)范圍更廣，更容易。電話屬雙工通信手段。因此，可以體現(xiàn)出利用電話進行遠程控制的更大優(yōu)越性。操作者可以通過各種提示音即時了解受控對象的有關信息，從而進行進一步的操作。本作品正是針對這一點進行了較大改進，采取單片機智能控制，利用不同的提示音達到對于不同操作的提示及對受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時了解受控方信息，使產品達到交互式與智能化[1]。電話遠程控制系統(tǒng)是由AT89C51單片機構成主控部分，進行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對各種信息的記錄；利用CM8870雙音頻DTMF解碼芯片及ISD4004語音芯片進行信號的傳輸。接口電路振鈴檢測、摘掛機控制、開關控制電路提供單片機與電話外線及家居電器的連接。[2]該系統(tǒng)使用時可并聯(lián)在電話外線即可。系統(tǒng)原理框圖如圖所示。單 片 機開關控制密碼檢測振鈴檢測自動摘機語音提示電源電 話 線 接 口圖2—1系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)并聯(lián)于電話機的兩端，不會影響到電話機的正常使用。當用戶通過電話機撥通本系統(tǒng)所連接外線的電話號碼，本裝置如果檢測到振鈴五次，即五次響鈴后無人接，自動摘機，單片機啟動語音提示，判斷是否進入家電控制模式，摘機電路自動摘機進入控制狀態(tài)并將摘機信號輸入到單片機中，單片機接收到摘機信號后，啟動語音提示電路發(fā)出提示音，提示作者輸入密碼。輸入的密碼經CM8870轉換成二進制數(shù)并與事先存儲在單片機中的密碼比較，如果不合，則語音提示密碼錯誤，可重新輸入，若三次密碼錯誤則發(fā)出提示音并自動掛機，如果輸入正確密碼，則語音提示選擇被控制電器，按“1”鍵表示開燈，按“2”鍵表示關燈，按“3”鍵表示開空調，按“4”鍵表示關空調，按“5”鍵表退出家電控制模式，按下所要執(zhí)行的電器的按鍵則能進行遠程控制電器的開或關，完成后返回。本設計屬于單片機應用系統(tǒng)。[3]確定單片機控制系統(tǒng)總體方案，是進行系統(tǒng)設計最重要、最關鍵的一步?？傮w方案的好壞，直接影響整個控制系統(tǒng)的性能及實施細則?？傮w方案的設計主要是根據被控對象的任務及工藝要求而確定的。設計方法大致如下：根據系統(tǒng)的要求，首先確定出系統(tǒng)是采用開環(huán)系統(tǒng)還是閉環(huán)系統(tǒng)，或者是數(shù)據處理系統(tǒng)。選擇檢測元件，在確定總體方案時，必須首先選擇好被測參數(shù)的測量元件，它是影響控制系統(tǒng)精度的重要因素之一。選擇執(zhí)行機構，執(zhí)行機構是微型機控制系統(tǒng)的重要組成部件之一。執(zhí)行機構的選擇一方面要與控制算法匹配，另一方面要根據被控對象的實際情況確定。選擇輸入/輸出通道及外圍設備。選擇時應考慮以下幾個問題：被控對象參數(shù)的數(shù)量；各輸入/輸出通道是串行操作還是并行操作；各通道數(shù)據的傳遞速率；各通道數(shù)據的字長及選擇位數(shù)；對顯示、打印有何要求；畫出整個系統(tǒng)流程圖和原理圖。3 遠程家居智能管理系統(tǒng)的硬件構成及電路設計本設計分為AT89C51單片機、振鈴檢測、摘掛機控制、開關控制、密碼檢測、語音電路、電源電路幾個模塊。充分利用硬件電路的可靠性、穩(wěn)定性和芯片的方便性，使整體電路達到比較高的穩(wěn)定性。 AT89C51單片機AT89C51在本設計中作為主控部分，完成對各中段賦初值、方式字、密碼初始化、密碼檢測、電器開關控制、振鈴計數(shù)初值等工作。其外形及引腳排列如圖2所示。 AT89C51的主要特性1)與MCS51兼容 ；2)4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ；3)可1000次寫/擦循環(huán)；4)數(shù)據保留10年；5)全靜態(tài)工作：0Hz24Hz；6)三級程序存儲器鎖定；7)1288位內部RAM；8)32可編程I/O線；9)兩個16位定時器/計數(shù)器；10)5個中斷源；11)可編程串行通道；12)低功耗的閑置和掉電模式；13)片內振蕩器和時鐘電路。圖3—1 AT89C51 外形及引腳排列 AT89C51的主要引腳P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據存儲器，它可以被定義為數(shù)據/地址的低八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高，即是要接上拉電阻。PPP3口都是內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，能接收輸出4TTL門電流。當各自管腳寫入1后，內部上拉為高，都可用作輸入。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收；P2口接收高八位地址信號和控制信號。P3口可作為AT89C51的一些特殊功能口。RST是復位信號引腳。/EA/VPP是程序存儲器的讀選通信號端。當/EA保持低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；當/EA端保持高電平時，對ROM的讀操作從內部程序存儲器開始。XTAL1(19腳)是反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入端。XTAL2(18腳)是來自反向振蕩器的輸出端。 上電復位