单片机智能家庭控制系统方案

6年，Alexander Graham Bell（贝尔）发明以来，世界各国的网络发展非常迅速。进十年来，中国的固定业务呈现出举世瞩目的快速增长。1997年8月局用交换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，2004年7月固定用户总数突破2亿户。随着通讯产业的发展，机已经走进了千家万户；随着现代科学技术的发展，利用机进行远程控制的技术也日益用于生活中。

现代网络是由交换机和传输线共同组成，它的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高。遥控技术是通过一定的手段对被控物体实施一定距离的控制，常用的方式有无线电遥控、有线遥控、红外线和超声波遥控等。无线电遥控既是利用无线电信号对被控物体实施远距离控制。无线电遥控不可避免的须占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染；常规的有线遥控需进行专门的布线，增加了投入；而红外线、超声波遥控则受距离所限。现有的遥控方式中，还有载波通信控制手段和基于无线寻呼的遥控方式。载波方式即通过电力线传递信息，该方式只能局限于同一变电所、同一变压器所辖围。因此也存在距离问题，应用围有限。基于无线寻呼的遥控方式利用了现有的寻呼频率资源，不需占用额外的频谱。而且，随着寻呼网的全国联网，其遥控的距离基本不受限制。但该方式的受控方动作滞后于控制方的操作，不具备实时性，而且不具备很高的可靠性。

随着科技的进步及对生活质量要求的不断提高，人们对家电的选择和使用，己经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性。信息技术和网络化技术发展，为家用电器居家环境集中控制和远程遥控提供了可能。将信息技术与家电控制技术融合，在很大程度上实现家庭生活的信息化和自动化，满足人们舒适、快节奏的生活需要。鉴于这种数字化家庭的发展趋势，远程监控作为一种理想的有效的而且快捷方便的实现途径己被广泛采用。

家电控制的智能化已成为社会需求的新趋势。基于微机控制系统的智能化家电使我们的生活更加便利。而是否能够实现远程家电的开关控制。又是否能够随时查询电器的工作状况，或者能够事先对家电的定时开关做出控制。又成为越来越感兴趣的研究方向。家电产品现已进入成熟期和稳定期。市场规模稳步上涨，但竞争日愈剧烈，其核心部件。即控制器性能及质量对企业产品的影响很大。同时，经济快速发展，人们对于家庭生活的舒适程度也提出了越来越高的要求，尤其体现在家电的便捷方面。在这个背景下，可以自主控制的家电控制系统，就逐渐显示出竞争力，这也符合时代发展的客观需要。随着中国经济的快速稳步增长和迅速发展，家电厂家越来越意识到被喻为家电“芯片”的家电控制器的重要性，因而纷纷与专业的研发公司或厂家合作，开发符合市场需求的、具有行业领先水平的控制器。

1.2 智能家庭控制系统发展现状

目前。关于家电控制器的研究和设计方案提出的很多，但仍有许多问题尚待解决，如没有统一的互操作规等。但是，一些领先技术已经开始被应用于今天的家电控制领域。如：远程控制、红外线遥控、语音识别等等。如将语音识别技术应用到电器产品，来实现语音提示操作，从而使系统具有更加良好的

作界面等。随着相关技术不断进步，互操作型智能家电必将向着调度智能化、灵活性和互操作性的方向发展。从而进入寻常百姓家

智能家庭控制系统应用广泛，遍及很多领域，典型应用概括为以下几个方面：

（1）家居安防系统

（2）家居安防系统具有防盗、防火、远程监控及报警等功能。

（3）家用电器自动控制系统

家用电器自动控制系统的主要功能是控制家用电器、照明等电气设备。该系统能够实现本地集中控制家庭部照明或家用电器，也可以在需要时通过远程控制家庭部家电设备，节约能源

1.1 智能家庭控制系统总体设计方案

智能家居系统总体结构框图如图1所示，该系统由两大部分组成：以PC为核心的家庭主监控中心及分散于各监控点的，以单片机为从控制中心的智能家电和监控设备前端系统；作为远程控制器实现远程异地控制。

系统功能实现是监控中心PC通过单片机监控软件实时循环采集各项数据，当发现异常情况时，系统可以通过与用户直接联系，如家电工作时间到，故障，漏电，停电等。用户也可通过手机对家电进行远程设置，如空调/电热水器的开启／关闭及其温度设置等。

由于该系统由软件来支持，所以功能比较完善，对家用电器是控制与反馈速度都比较及时。在没人的情况下，系统可以根据使用环境来调节家电使用时间与工作速度。

第二章、系统硬件设计与实现

2.1方案分析

方案一： 利用51单片机DTMF （双音多频）解码器MC145436，单片语音ICISD33060C 来实现

方案二：利用52单片机双音频解码器MT8870，语音控制芯片ISD2590来实现。

方案分析：结合方案一跟二，发现方案一成本较大，软件跟硬件连接较麻烦。接口电路也有一定的难度。方案二成本相对较低，软件编辑跟硬件连接也较容易。结合老师的意见决定用方案二来实现其功能。

2.2 电路设计框图

电源电路：

该电路采用串联稳压芯7805最大稳压电流为1.5A ，为芯片提供了稳定快速的电压。使芯片工作在 最佳的状态。其电路如下：

输入电压围：5.7-14V ，当输出需要大电流时需在其上面加上散热片以加快集电结散热。让其更稳定工作。输出有短路保护。增强了电路的可靠性。

AT89S52 主控制模块 电源模块 输出控制

LED 显示 语音控制模

振铃输入控制模块 键盘输入

2.2.1单片机概述

AT89S52作为普通51单片机已与广泛应用于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本系统采用AT89S52单片机作为主控制芯片。

2.2.1 AT89S52的主要性能特性描述

与MCS-51单片机产品兼容

8K字节在系统可编程Flash存储器

1000次擦写周期

全静态操作：0Hz～33Hz

三级加密程序存储器

32个可编程I/O口线

三个16位定时器/计数器

八个中断源

全双工UART串行通道

低功耗空闲和掉电模式

掉电后中断可唤醒

看门狗定时器

双数据指针

掉电标识符

2.2.2 单片机引脚图的排列

如右上图所示：

单片机与PC机的连

该电路采用串行接口的基本通信方式。串行接口的有异步和同步2种基本通信方式。异步通信采用异步传送格式，如下图所示。