物联网技术与智能家居远程控制系统设计初探

物联网技术与智能家居远程控制系统设计初探

随着数字信息技术和网络技术的高速发展，以及人们物质生活水平的不断提高，人们的工作、生活与通讯、信息的关系日益紧密，可以说信息化社会正在逐步改变人们的生活方式与工作习惯，同时也对传统的住宅提出了挑战，智能家居便应运而生了。本论文主要探讨了智能家居中的智能煲饭设备远程控制系统的设计。

标签：物联网；智能家居；智能煲饭设备

物联网（IInternetofThings）是”传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、GPS或其他方式进行连接，然后通过移动通信网络或其他方式接入到互联网，最终形成智能网络，通过电脑或手机实现对物体的智能化管理和信息采集分析。

按照ITU的定义，物联网主要解决物品到物品（Thing to Thing，T2T），人到物品（Human to Thing，H2T），人到人（Human to Human，H2H）之间的关系。作为下一代信息浪潮的新热点，国内外政府公司和研究机构对物联网投入了极大的关注，中国针对物联网到来的信息浪潮，提出了“感知中国”的发展战略。本文探讨了在物联网技术的基础上初步探讨了其在智能家居方面的应用。

所谓智能家居智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。家居智能化系统由如下三个方面组成：

①家庭安全防范（HS）；②家庭设备自动化（HA）；③家庭通讯（HC）。

控制功能及实现方式主要有以下几种：

（1）遥控功能

不论在家里的哪个房间，用一个遥控器便可控制家中所有的照明、窗帘、空调、音响等电器。例如，看电视时，不用因开关灯和拉窗帘而错过关键的剧情；卫生间的换气扇没关，按一下遥控器就可以了。遥控灯光时可以调亮度，遥控音响时可以调音量，遥控拉帘或卷帘时，可以调行程，遥控百页帘时可以调角度。

（2）多功能遥控器

六合一多功能遥控器集六种遥控功能于一身，首先它是无线遥控器，可以控制家中的照明，窗帘，空调等系统。同时它也是红外遥控器，内置了许多品牌的电视、音响、VCD等红外控制指令集。还可以学习两种红外线遥控器的控制功能。放在客厅的茶几上，看电视或听音响时，一个遥控器就可以非常方便地遥控所有的设备。

（3）电话及短信远程控制功能

电话应答机或手机将家里和外界连成了网络，在任何地方，都可以使用电话远程控制家中的电器产品，例如，开启空调、关闭热水器，甚至在度假时，将家中的灯或窗帘打开和关闭，让外人觉得家中有人。

下面我们以智能家居中的智能煲饭设备为例探讨智能家居电话及短信控制系统的设计方案。本文所设计的设备是基于手机网络远程控制和手动设置控制，具有通用性和方便性，同时利用机电一体化技术，使电饭煲实现智能化供米、智能化洗米、智能化放水、智能化控制等功能，实现了电饭煲真正意义上的智能，符合物联网时代的智能家居，不但减轻了人们生活中的压力，而且增加了生活中的舒适度，具有广泛的实用性。控制系统的整体设计如下图所示：

整个控制系统以HT46RU232型单片机为控制核心，对设备中量米、洗米、煲饭、报警、操作等模块进行信号控制，无论有人环境还是无人环境，设备都可以自动运行，只要设备接收到远程指令，从量米到煲饭的所有工序都能自动完成。

HT46RU232是8位高性能精简指令集单片机，专门为需要A/D 转换产品而设计，例如传感器信号输入。低功耗、I/O 使用灵活、可编程分频器、计数器、振荡类型选择、多通道A/D 转换、脉宽调制功能、I2C接口、UART总线，暂停和唤醒功能，使这款单片机可以广泛应用于传感器的A/D 转换、马达控制、工业控制、消费类产品，子系统控制器等。

整个设计的控制原理为：采用HT46RU232型单片机作为控制核心，电源模块通过变压器将220V交流电转换为5V直流电为单片机供电，再通过外部晶振起振，从而使单片机正常工作。本设计采用了两种模式：手机短信远程控制模式和预置模式。远程控制模式是通过手机将信号发送给全自动电饭煲，当电饭煲的GSM模块接收到信号时，启动定时器，当达到设定时间时，进入全自动煲饭模式。预置模式是可预先设定煲饭时间，当达到设定时间时，进入全自动煲饭模式。定时器利用了单片机的时钟模块，实现时间的设定。利用传感器和时间变量对米量、水量进行控制，同时检测安全性问题。同时通过软件实现对智能供米、智能洗米、智能放水、智能控制等功能的控制。进而达到全自动、安全、便捷功能。

根据以上的设计原理，实现智能煲饭的关键模块是接受信号的GSM模块和自动开关控制模块。

GSM模块可以考虑由TC35和GSM天线组成，是一个支持中英文短信息的GSM模块。当电饭煲处于无人环境下，可以通过GSM模块发送特定的指令信息（包括人数和延迟时间）给电饭煲，电饭煲会按照人数取米并达到延迟时间后进行淘米、煲饭的环节。

开关控制模块考虑采用电磁开关，电磁开关由吸合拨片和电磁铁组成，当米送到电饭煲之后，电磁铁启动，吸合上方的金属拨片，使得与金属拨片连接的电

饭煲开关在吸合的瞬间也被按下，启动了电饭煲的煲饭功能并自锁；当煲饭功能启动后，电磁铁断电失效，当煲饭结束后开关自然弹开，电饭煲处于保温阶段。

以上设计初步探讨了GSM模块应用在智能家居远程控制系统中的应用。本文主要是以家庭电器中智能煲饭设备的远程控制系统为重点介绍，建立控制服务子系统，并通过通信实现远距离控制。

智能家居物联网的目标是建立一个以智能物联网网络终端为载体的智能物联网家庭的系统，通过多种网络的介入处理系统中多个子系统的数据处理，如音频、视频监视、电力、家庭环境等。通过TC35和GSM天线组成的GSM模块结合家居设备的工作原理和特点就可以实现智能家居的远程控制，随着微型设备成本的下降和无线通信技术的成熟，智能家居的生活设想越来越接近现实生活。物联网技术将众多家居设施连接在一起，并集成了方便、先进、丰富的控制方式，人们可以远程控制家电、照明和暖通设施，能够及时收到小区物业发送过来的公告信息，能够远程了解家庭能源消耗。未来更可以将远程控制智能化深入家庭中，实现真正意义的智能家庭。在网络上有个家庭管家，只要登陆网上家庭管家，就可以看到家庭里实际情况，只要告诉管家吃什么，什么时候吃，然后管家就会指导家里的电器工作。

参考文献

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[2]郑娴，姚铭.智能家庭网络的研究现状与发展趋势[J].智能建筑与城市信息，2006，8：109-112.

[3]张春红.物联网技术应用[M].人民邮电出版社，2011.