自适应智能家居控制系统的设计

（西南石油大学，四川 成都
摘
610500）
要：设计了一个简易智能家居控制系统。该系统的设计以 B/TH765 触摸屏为人机界面，以飞思卡尔 MC9S128MAA
单片机为控制核心，以 ZigBee 无线模块为传输媒介，完成对已知家用电气设备的搜索控制和未知新设备的自适应控制。在
开发试验中，该设计采用发光二极管、小型继电器等来代替实际使用中的灯光、电气开关等。实验表明，该系统成功实现了
智能搜索电器、智能开关控制、自适应灯光调节等功能。
关键词：智能家居；MC9S128MAA；ZigBee；自适应灯光调节
中图分类号：TN710⁃34
文章编号：1004⁃373X（2016）04⁃0051⁃04
文献标识码：A
Design of adaptive smart home control system
自适应智能家居控制系统。该设计可以实现控制器自
式是一个对等式控制网络，无明显的等级之分，该系统
中的数据传输主要采用无线方式 [3]；采用分布式控制最
大的优点是所有控制端节点可以随时加入或离开控制
网络，任何节点的故障不会影响整个系统的运行，具有
动搜索区域内的智能电器、实现对搜索到的智能电器进
很强的抗毁性。分布式控制网络构成如图 1 所示。
ments. In the development experiment，the lights and electrical switches in actual use are replaced by LEDs，small relays，etc.
The experimental results show that the system can successfully realize the functions of equipments intelligent search，smart
家用电器控制端为对象，在整个系统中所有控制节点地
自动化，通过无线传输模式，实现对家居所有用电设备
位平等；采用无严格的控制中心的控制理念，该控制方
的分布式集中控制 [1⁃2]。
智能家居现在正处于起步阶段，智能家居受产品生
产厂家的限制，在短时间内还没有统一的标准协议，作
为有益尝试，本文基于分布式控制理论设计制作了一个
成，其结构框图如图 2 所示。
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2016 年第 39 卷
现代电子技术
一部分 CPU 空间，从而提高了该芯片的整体性能 [6]。
2.4
自适应智能灯光系统的设计
在智能家居控制系统中，灯光控制是一个很重要的
行开关控制和实现多个用电器的集中控制，包括定时控
2
制、用电器间的逻辑控制。为了增强该控制系统的自适
收稿日期：2015⁃08⁃25
基金项目：国家“863”计划基金资助项目（2007AA090801⁃03）
系统的硬件构成
该自适应智能家居控制系统的硬件组成主要由人
机交换界面、无线数据模块、终端核心控制器等部分组
terface of the system，Freescale MC9S128MAA as the microcontroller，and ZigBee wireless module as the transmission medium
to complete the searching control of the known household electrical equipments and adaptive control of the unknown new equip⁃
2016 年 2 月 15 日
第 39 卷第 4 期
Feb. 2016
Vol. 39 No.nics Technique
doi：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.04.014
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自适应智能家居控制系统的设计
胡
泽，谢小辉，葛
亮，丁昕炜
switching control，and adaptive light⁃control.
Keywords：smart home；MC9S128MAA；ZigBee；adaptive light⁃control
0
引
应性，智能家居系统中的灯光控制系统可以实现对外界
言
光线的采集和自适应调整。
随着科技的发展和人们居住生活水平的提高，家居
智能化已成为一种必然趋势。智能家居产品融合自动
1
分布式控制设计思想
化控制系统、计算机网络系统于一体，将各种家庭设备
该自适应智能家居控制系统采用分布式控制理论
（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系
来实现，它以人机交换界面为控制输入的主要节点，以
统、数字影院系统、网络家电等）通过智能家庭网络实现
换，最终通过一定算法，完成相应 PWM 调制波的输出，
完成室内灯光自适应控制。图 3 为灯光系统电路图 [7⁃8]。
图2
2.1
结构框图
人机交互界面
人机界面是用来监控管理和处理各种信息的多功
能显示屏幕，是操作人员与机器设备之间双向沟通的
桥梁。本设计采用信捷 B/TH765 系列触摸屏，该型号
触摸屏具有 7 英寸显示屏幕，流线型外观设计 6 万色真
组成部分，舒适、绚丽的灯光变幻会给家庭生活带来温
馨、和谐的环境。在本次设计中，对于灯光系统主要采
用了 PWM 脉宽调制技术来实现对灯光变幻的控制。同
图1
时通过光敏电阻对外界光线的感应，引起电压的变化，
分布式控制网络构成图
通 过 单 片 机 对 其 模 拟 信 号 的 采 集 ，再 由 飞 思 卡
MC9S128MAA 单片机集成的 A/D 转换功能完成数/模转
HU Ze，XIE Xiaohui，GE Liang，DING Xinwei
（Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China）
Abstract：A simple smart home control system was designed. The B/TH765 touch screen is taken as the human⁃machine in⁃