寶泊智能家居控制系統(tǒng)之硬件設(shè)計(jì)

MCU與GSM通信模塊

本單片機(jī)通過(guò)RS232串行通信接口與GSM模塊通信，提取GSM設(shè)備的短信，發(fā)送相關(guān)的信息，并通過(guò)串行通信接口與紅外模塊相連，利用紅外模塊，達(dá)到主、分機(jī)之間的通信，因此，選用AT89S52芯片?？刂粕闲枰玫絻蓚€(gè)串行接口，但89S52只有一個(gè)串口，故還需要在程序中進(jìn)行模擬串行接口通信。其最簡(jiǎn)外部接線電路。

89S52與TC35之間通過(guò)異步串行接口進(jìn)行通信，通信速率為9600b/s，具有1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)。

單片機(jī)啟動(dòng)后，便發(fā)出AT+CMGD一2指令，清除第二存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)，然后不斷地發(fā)出指令讀取第二存儲(chǔ)空間。若有數(shù)據(jù)，即表示接收到數(shù)據(jù)，并開(kāi)始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理完畢后再把該空間數(shù)據(jù)刪除。當(dāng)單片機(jī)向手機(jī)發(fā)出短消息時(shí)，單片機(jī)會(huì)向GSM模塊發(fā)出AT、AT+CMGF=0、AT+CMGS=X一系列的指令，當(dāng)接收到回復(fù)信息后，最后發(fā)出短消息的內(nèi)容。

紅外無(wú)線通信模塊

紅外發(fā)送器電路包括38kHz晶體振蕩器、反相器、與非門、驅(qū)動(dòng)門Q1和紅外發(fā)射管D1等部分。其中38kHz晶體振蕩器、電阻R3和反相器組成脈沖振蕩器，用以產(chǎn)生38kHz的脈沖序列作為載波信號(hào)，紅外發(fā)射管D1選用Vishay公司生產(chǎn)的TSAL6238，用來(lái)向外發(fā)射950nm的紅外光束。當(dāng)接收器收到數(shù)位"O"時(shí)，Q2管導(dǎo)通，使得RXD接收到低電平，收到數(shù)位"1"時(shí)，Q2管截至，RXD接收到高電平。

模擬控制

本系統(tǒng)將以不同的電機(jī)做出不同的動(dòng)作，來(lái)模擬說(shuō)明智能家居對(duì)系統(tǒng)控制的響應(yīng)。如圖5所示，當(dāng)分機(jī)的單片機(jī)收到本機(jī)的地址信息，便提取信息中的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的命令，若把P0.0，P0.1腳置成低電平，其他為高電平，則Q3、Q4管導(dǎo)通，電機(jī)便正向旋轉(zhuǎn)，若把P0.2，P0.3腳置成低電平，其他為高電平，則Q5、Q6管導(dǎo)通，電機(jī)便反向旋轉(zhuǎn)（以前一情況為正向時(shí)）。若一臺(tái)分機(jī)上連多個(gè)電機(jī)，有多臺(tái)分機(jī)，便可以實(shí)現(xiàn)在智能家居環(huán)境中對(duì)家庭各個(gè)設(shè)備的同步控制。

寶泊智能家居控制系統(tǒng)之軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)主程序設(shè)計(jì)

主機(jī)上電復(fù)位后進(jìn)行初始化，然后不斷地對(duì)GSM模塊進(jìn)行掃描查詢。當(dāng)查詢到GSM模塊接收到用戶發(fā)送的短信時(shí)，便對(duì)短信進(jìn)行處理，提取相關(guān)信息，然后通過(guò)紅外模塊相分機(jī)發(fā)送相應(yīng)的命令數(shù)據(jù)。接著就在一定時(shí)間（可根據(jù)用戶需要調(diào)整，這里設(shè)為60s）內(nèi)等待分機(jī)的回復(fù)信息。當(dāng)接收到回復(fù)信息或規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到分機(jī)的回復(fù)信息，主機(jī)都返回到掃描查詢狀態(tài)。

分機(jī)上電復(fù)位后進(jìn)行初始化，然后等待接收主機(jī)發(fā)送的命令信息。接收到命令信息后，從中提取地址和數(shù)據(jù)信息，若為本分機(jī)地址，則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并作出響應(yīng)，同時(shí)向主機(jī)發(fā)送確定信息;若非本分機(jī)地址，則返回，繼續(xù)等待主機(jī)發(fā)送的命令信息。

中斷程序設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)需要模擬串行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，所以需要用上外部中斷來(lái)接收數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫院蛯?shí)時(shí)性。每接收一位數(shù)據(jù)，中斷都會(huì)響應(yīng)一次，接收8位為一個(gè)有效數(shù)據(jù)，接收8個(gè)數(shù)據(jù)為一個(gè)數(shù)據(jù)幀。

為了確保主機(jī)正常工作。加入主機(jī)等待分機(jī)回復(fù)的等待時(shí)間。而為了時(shí)間的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，用到單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器1.設(shè)定其工作模式為模式1，初值為Ox4bff（5Oms）。中斷20次為1s，60次循環(huán)為60s，當(dāng)60s到時(shí)，標(biāo)志位置位后返回。