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家庭遠程監控系統方案開發


基于藍牙通信的家庭開關遠程監控系統,通過藍牙通信傳輸,完成系統與手機藍牙之間的數據通信,通過手機藍牙發送相應的指令控制家電的開啟和關閉。隨著社會經濟的持續發展以及科學技術的不斷提高,人們的生活也在不斷變化,尤其實在進入到信息時代以后,各種電子系統更是廣泛的遍布在生活周圍,居住環境逐步邁向智能化。電子技術的發展極大地促進了人們的生活,借助于移動通信技術實現的遠程控制系統逐步在高端場所出現,智能家居系列的產品也在逐步推廣與應用,到目前為止更是廣受好評。

一、家庭遠程監控系統設計思路

主要設計思想是通過手機移動終端作為主控制端,通過藍牙配置后,手機移動終端向SIM900A GSM模塊發送指令,SIM900A GSM模塊將指令傳送給單片機,單片機在接收到信號后對4路繼電器控制進行控制并同時啟動液晶顯示器程序,在結束繼電器的控制后,SIM900A GSM模塊將結果按原路反饋給移動終端,進而實現整個系統的設計目的。

二、家庭遠程監控系統硬件模塊化設計

本系統的核心控制電路為單片微控制器接口電路,系統主要包塊以下幾大模塊:系統的主控制中心,電源模塊,GSM移動通信模塊,藍牙通信模塊,環境檢測模塊和繼電器控制開關模塊。下面介紹兩大重要模塊。

2.1藍牙模塊設計

系統采用HC-05模塊作為藍牙通信的核心,通過外圍電路的配合完成系統藍牙通信電路的設計。

U5為系統藍牙通信模塊HC-05模塊。因為HC-05模塊的工作電壓+5V和3.3V的雙電壓,所以在該模塊的1腳和2腳位置上增加一部分電平轉換電路,電平轉換電路由電路二極管D5、D6和電阻R9、R15構成。發光二極管D7作為電路指示燈,用來表示HC-05模塊的工作狀態。在藍牙模塊的設計中,藍牙通信模塊有三種工作狀態:第一種是在模塊上電后,把BS-KEY引腳端接在VCC時,D7慢閃保持在亮一秒滅一秒的頻率,模塊進入AT指令狀態。第二是在模塊上電后,把BS-KEY引腳接地時,此時D7的閃爍頻率增加,保在2次每秒的頻率進行快閃,此時模塊處于可配對的狀態,但如果此時再將BS-KEY引腳電平置高,模塊會重新進入AT指令的狀態,但是D7的閃爍頻率依舊保持不變。第三種狀態就是模塊與手機藍牙終端配對成功時,此時的D7以一次閃2下,2秒閃一次的頻率進行雙閃。因此,在判斷系統模塊的當前狀態時,我們可以通過指示燈D7的閃爍頻率進行判斷。

2.2 GSM移動通信模塊設計

采用SIM900AGSM作為移動通信模塊的控制核心,并加卡槽的外圍輔助電路完成系統短信的收發功能。

U7為GSM移動通信模塊的SIM900A模塊,J6為SMA天線的接口,是模塊接收發送信號的重要組成部分,KEY1為該模塊的開機按鍵,SIM-PKEY連接微控制處理器IO口,SIM900A模塊將可以接收單片機的反饋信號,LED1是模塊的上電指示燈,通過LED1的亮暗狀態反映出SIM900A模塊的上電狀態,當模塊通電的時候該燈被點亮,否則熄滅。LED2為網絡狀態指示燈,是一個0805封裝的藍色發光二極管,用于指示SIM900A當前的狀態,通過該指示燈的閃爍情況,我們可以很方便的判斷SIM900A模塊此時的工作狀態。

三、家庭遠程監控軟件設計

初始化完成以后系統隨后要啟動GSM網絡,保證GSM移動通信模塊可以正常工作,使其處于收發短信狀態。單片機通過串口通信的方式實現和GSM模塊之間的通信,首先單片機對GSM模塊發送的短信信息進行解析然后輸出控制指令給繼電器開關,從而實現對家電開關的控制。使用LCD液晶對4路家電開關的開啟和關閉狀態進行顯示。當單片機控制指令發出后單片機要對控制指令的輸出做相應的檢測,如果指令得到有效響應的情況下,單片機經GSM短信模塊向控制終端發送動作執行成功與否的反饋。

總結

采用藍牙通信進行手機對家電開關的控制具有跨時代的進步,也適用于現代人們快節奏的生活。傳統的家用電器開關需要近距離進行有效操作,但不可能在遠離房屋的地方進行有效的操作和控制,但是通過GSM移動通信不再受到遙控器遙控距離的限制,手機遠程遙控不僅節約了給遙控器更換電池所耗費的成本和時間,同時也大大提高了操作的方便性。有了手機遠程家電控制系統就不用再擔心家電忘記關的麻煩,只要一條手機短信就可以隨時隨地的進行控制。另外,除本設計家庭開關監控以外,還可以實現室內溫度監控進行自動調節室內溫度,實現室內煙霧檢測進行防火災的發生,因此,手機遠程控制的實現不僅為人們的生活提供了便利,還可極大的提高家庭安全性。

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