国产91免费_国产精品电影一区_日本s色大片在线观看_中文在线免费看视频

您現在的位置: 通信界 >> IT >> 技術正文  
 
基于單片機和CAN總線的智能家居控制系統[圖]
[ 通信界 / 《智能建筑與城市信息》2010年01期 / www.6611o.com / 2011/12/6 11:08:03 ]
 

摘要:本文針對智能家居系統集成度低,各系統間聯系不大的狀況,介紹了一種采用單片機為控制核心的,基于CAN總線的組網技術,并結合公用電話網絡,設計了一種能夠實現樓宇對講、電話遠程監控和多點報警等功能的智能家居控制系統。

 1 引言

智能家居于20世紀80年代興起于日本和歐美,于90年代末進入中國,伴隨著經濟的發展和人們生活水平的提高逐漸為國人所了解和接受。目前國內的各種智能化系統和產品較多,但各系統相互獨立,集成度較低,彼此聯系不大。比如樓宇對講系統、安防系統、家用電器自動控制系統等,都各有自己的終端,沒有統一的智能控制平臺。對用戶而言,這種狀況增加了使用成本和操作的復雜性;對施工而言,則導致了重復布線。本文針對此種狀況,設計一種采用單片機AT89C52為控制核心,利用原有的電話網絡,將樓宇對講、安防報警和電話遠程監控系統集成起來,形成一個統一的智能控制平臺,并通過CAN總線組網與門口機和管理機相連,能實現樓宇對講、電話遠程監控和報警等功能的智能家居控制系統。此系統操作簡單,無需重復布線,成本有所降低,是一種真正適用于智能家居的系統。

2 智能家居控制系統的主要構成及功能

(1)樓宇對講系統

樓宇對講采用小區聯網式系統,在各住宅單元門口及住戶家中安裝對講系統,以實現訪客身份驗明和與住戶對講,以及住戶遠程控制開鎖的功能,從而有效地防止非法人員進入住宅樓。

(2)家居安防系統

家居安防系統具有防盜、防火、遠程監控及報警等功能。

(3)家用電器自動控制系統

家用電器自動控制系統的主要功能是控制家用電器、照明等電氣設備。該系統能夠實現本地集中控制家庭內部照明或家用電器,也可以在需要時通過電話遠程控制家庭內部家電設備,節約能源。

3 智能家居控制系統硬件設計與實現

智能家居控制系統室內分機系統構成,如圖1所示。該系統主要由單片機及其I/O口擴展部分、樓宇對講部分、安防報警部分、電話遠程監控部分、與CAN總線連接的節點部分,以及鍵盤、顯示部分組成。

基于單片機和CAN總線的智能家居控制系統
圖1 智能家居控制系統室內分機系統構成圖

3.1 單片機及其I/O口擴展部分

單片機選用控制功能強大的AT89C52為主控制器,主要用于信號的采集、數據處理、控制信號的輸出等,是整個控制系統的核心。由于本系統所需的I/O口較多,單片機本身提供的I/O口不夠,故利用芯片8255對其I/O口進行擴展。其中8255的PA口工作于輸出方式,用于對家用電器進行開關控制;PB口工作于輸入方式,用于各種報警探測器的警情信號的輸入;PC口用于擴展鍵盤。

3.2 樓宇對講部分

為了滿足樓宇對講系統中各部分的功能要求,本系統使用三根I/O口線和一個開鎖鍵。

三根I/O口線中,一根做輸出,用于控制對講分機的振鈴;一根做輸入,用于檢測對講分機的摘機信號;一根用于控制對講分機的模擬音頻信號通道的控制繼電器,使用戶可以在其接通后通過音頻模擬通道直接進行對話。開鎖鍵設于鍵盤上,開鎖信號通過CAN總線傳到門口機,門口機接到開鎖信號后控制開啟樓門鎖。

3.3 安防報警部分

安防報警部分的功能包括警情信號的輸入、本地報警、本地報警顯示、遠程報警。

警情信號包括各種探測器,如窗磁開關、門磁開關、被動紅外傳感器、煤氣探測器、火災探測器等的信號。各種警情信號都接到8255的PB口。本地報警是單片機通過I/O口控制蜂鳴器進行聲音報警,同時由八段數碼管顯示器顯示報警類別。遠程報警包括遠程電話報警和通過CAN總線向集中控制室的管理人員進行報警。

3.4 電話遠程監控部分

實現遠程監控的方案主要有基于Internet的遠程控制、基于電力線的遠程控制和基于電話網絡的遠程控制三種。前兩種組網方案較為復雜,技術難度大,而且成本較高,對維護者技術水平的要求也較高。而電話網絡是一種技術成熟、應用較廣、成本低的通信網絡,本設計采用電話網絡實現遠程監控。當家里有警情時,用戶能通過電話實現遠程報警。當需要遠程控制家用電器時,用戶可通過電話將控制信號送入單片機,單片機再通過8255的PA口輸出控制信號,驅動繼電器對家用電器進行開關控制。電話遠程監控部分的電路主要包括三部分:信號檢測、模擬摘掛機電路,用HT9170和HT9200A實現的雙音多頻DTMF信號收發電路,用ISD1420作為錄放音元件的語音錄放電路。

3.5 與CAN總線連接的節點部分

本設計利用CAN總線對等式的通信網絡實現智能家居控制系統室內各分機之間,以及分機與總機之間信息的互通,具有各節點地位均等,無主從節點的特點。

由于主控制器AT89C52型單片機本身不帶CAN總線控制器, 本設計采用SJA1000型CAN總線通信控制器和AT82C250型總線驅動器來實現單片機與CAN總線之間信息的互通。

3.6 鍵盤顯示部分

鍵盤采用4×4矩陣鍵盤,共設16個按鍵,其中有十個數字鍵,其余的為設防按鈕、住戶呼叫對講按鈕、開鎖按鈕、確定按鈕、清除報警撤防按鈕和家電控制按鈕,分別用于各種控制信號、呼叫/求救信號、開鎖信號、撤防/布防信號的輸入。顯示器采用串入并出的74LS164移位寄存器來驅動一位LED八段數碼管,進行控制參數或報警類別的實時顯示。

4 智能家居控制系統軟件的設計與實現

為使程序清晰可讀且運行速率高,本系統軟件采用模塊化結構設計,由主程序和相關子程序(如鍵盤掃描子程序、顯示子程序、語音提示子程序、撥號報警子程序、電器控制子程序等)組成。主程序流程如圖2所示。

基于單片機和CAN總線的智能家居控制系統
圖2 主程序流程圖

該程序主要包括安防報警、樓宇對講和電話遠程控制三個模塊。

主程序工作過程為:系統上電復位后進行初始化,待初始化完成,系統分別對警情信號、樓宇對講呼叫信號和電話呼入信號進行檢測,如有信號輸入,則進入對應的處理模塊。在安防報警模塊中,設置延時程序以消除抖動和誤報警,延時程序主要通過調用鍵盤掃描子程序實現。如果延時完成后仍有警情,則按順序進行本地報警、通過CAN總線向中央控制室報警和撥號電話報警,從而實現多點報警的功能,將損失降到最低。

樓宇對講模塊中,門口機的呼叫信號經CAN總線傳到分機,分機檢測到此信號后,接通對講機振鈴,然后再判斷是否摘機,如沒有摘機信號,則延時再判斷。當住戶摘機后,單片機輸出信號控制音頻通信線路的控制繼電器接通,使住戶與呼叫者得以進行通話。

在通話期間,單片機判斷其是否掛機,如掛機則返回,未掛機則調用鍵盤掃描子程序,判斷開鎖鍵是否按下,如按下則通過CAN總線和門口機進行遠程開鎖。電話遠程控制程序模塊的工作過程是當有電話呼入時,先檢測是否振鈴4次,再模擬摘機,摘機后放錄音提示輸入密碼。如密碼不正確,則模擬掛機;如密碼正確,則放錄音提示輸入需控制電器的序號,然后檢測其返回的控制信號,并調用電器控制子程序,進行家用電器的開關控制,完成后模擬掛機。

5 結束語

本文設計的智能家居控制系統充分利用單片機強大的控制功能和CAN總線靈活方便、可靠性高、通信速率高、價格低廉、組網容易等的突出特點,并結合現有的公共電話網絡, 對智能家居中各個相對獨立的系統進行集成,實現樓宇對講、電話遠程控制、多點報警等功能。CAN技術是一種新的控制網絡技術, 與現有的成熟的公共電話網絡相結合, 必將在智能小區的應用中逐漸顯示出其獨特的優勢。

 

作者:《智能建筑與城市信息》2010年01期 合作媒體:《智能建筑與城市信息》2010年01期 編輯:顧北

 

 

 
 熱點技術
普通技術 “5G”,真的來了!牛在哪里?
普通技術 5G,是偽命題嗎?
普通技術 云視頻會議關鍵技術淺析
普通技術 運營商語音能力開放集中管理方案分析
普通技術 5G網絡商用需要“無憂”心
普通技術 面向5G應運而生的邊緣計算
普通技術 簡析5G時代四大關鍵趨勢
普通技術 國家網信辦就《數據安全管理辦法》公開征求意見
普通技術 《車聯網(智能網聯汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定(
普通技術 中興通訊混合云解決方案,滿足5G多元業務需求
普通技術 大規模MIMO將帶來更多無線信道,但也使無線信道易受攻擊
普通技術 蜂窩車聯網的標準及關鍵技術及網絡架構的研究
普通技術 4G與5G融合組網及互操作技術研究
普通技術 5G中CU-DU架構、設備實現及應用探討
普通技術 無源光網絡承載5G前傳信號可行性的研究概述
普通技術 面向5G中傳和回傳網絡承載解決方案
普通技術 數據中心布線系統可靠性探討
普通技術 家庭互聯網終端價值研究
普通技術 鎏信科技CEO劉舟:從連接層構建IoT云生態,聚焦CMP是關鍵
普通技術 SCEF引入需求分析及部署應用
  版權與免責聲明: ① 凡本網注明“合作媒體:通信界”的所有作品,版權均屬于通信界,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:通信界”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。 ② 凡本網注明“合作媒體:XXX(非通信界)”的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。 ③ 如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一月內進行。
通信視界
華為余承東:Mate30總體銷量將會超過兩千萬部
趙隨意:媒體融合需積極求變
普通對話 苗圩:建設新一代信息基礎設施 加快制造業數字
普通對話 華為余承東:Mate30總體銷量將會超過兩千萬部
普通對話 趙隨意:媒體融合需積極求變
普通對話 韋樂平:5G給光纖、光模塊、WDM光器件帶來新機
普通對話 安筱鵬:工業互聯網——通向知識分工2.0之路
普通對話 庫克:蘋果不是壟斷者
普通對話 華為何剛:挑戰越大,成就越大
普通對話 華為董事長梁華:盡管遇到外部壓力,5G在商業
普通對話 網易董事局主席丁磊:中國正在引領全球消費趨
普通對話 李彥宏:無人乘用車時代即將到來 智能交通前景
普通對話 中國聯通研究院院長張云勇:雙輪驅動下,工業
普通對話 “段子手”楊元慶:人工智能金句頻出,他能否
普通對話 高通任命克里斯蒂安諾·阿蒙為公司總裁
普通對話 保利威視謝曉昉:深耕視頻技術 助力在線教育
普通對話 九州云副總裁李開:幫助客戶構建自己的云平臺
通信前瞻
楊元慶:中國制造高質量發展的未來是智能制造
對話亞信科技CTO歐陽曄博士:甘為橋梁,攜"電
普通對話 楊元慶:中國制造高質量發展的未來是智能制造
普通對話 對話亞信科技CTO歐陽曄博士:甘為橋梁,攜"電
普通對話 對話倪光南:“中國芯”突圍要發揮綜合優勢
普通對話 黃宇紅:5G給運營商帶來新價值
普通對話 雷軍:小米所有OLED屏幕手機均已支持息屏顯示
普通對話 馬云:我挑戰失敗心服口服,他們才是雙11背后
普通對話 2018年大數據產業發展試點示范項目名單出爐 2
普通對話 陳志剛:提速又降費,中國移動的兩面精彩
普通對話 專訪華為終端何剛:第三代nova已成為爭奪全球
普通對話 中國普天陶雄強:物聯網等新經濟是最大機遇
普通對話 人人車李健:今年發力金融 拓展汽車后市場
普通對話 華為萬飚:三代出貴族,PC產品已走在正確道路
普通對話 共享退潮單車入冬 智享單車卻走向盈利
普通對話 Achronix發布新品單元塊 推動eFPGA升級
普通對話 金柚網COO邱燕:天吳系統2.0真正形成了社保管