家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)研究報(bào)告.doc

第十三屆“挑戰(zhàn)杯”四川省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽參賽作品 家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)【摘 要】：目前市場(chǎng)上還沒(méi)有一款比較完善的能夠使用互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信對(duì)住宅進(jìn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)控的系統(tǒng)，而按市場(chǎng)需求的發(fā)展趨勢(shì)分析，遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)很有可能成為市場(chǎng)發(fā)展需求的主流家居系統(tǒng)。 我們本著以人為本的理念，為方便用戶對(duì)住宅進(jìn)行近、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制而設(shè)計(jì)本項(xiàng)目-帶紅外學(xué)習(xí)功能的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含紅外學(xué)習(xí)功能的模塊，對(duì)溫度濕度、天然氣、PM2.5的檢測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)煙霧報(bào)警，光電檢測(cè)控制窗簾，語(yǔ)音播報(bào)的功能，以藍(lán)牙無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)（光、電、氣）開關(guān)的控制，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控整個(gè)室內(nèi)環(huán)境，確保室內(nèi)環(huán)境處于安全，健康，節(jié)能狀態(tài)。通過(guò)WiFi模塊、移動(dòng)通信設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)加濕器、空氣凈化器等家用電器的智能化管理?！娟P(guān)鍵詞】：遠(yuǎn)程智能監(jiān)控 移動(dòng)通信設(shè)備 紅外記憶功能 環(huán)境監(jiān)控 WiFi 藍(lán)牙 目 錄1 前言11.1 研究目的及現(xiàn)狀11.2 研究基本思路21.3 創(chuàng)新點(diǎn)31.4 展望32 總體方案及關(guān)鍵技術(shù)42.1 方案設(shè)計(jì)42.2 關(guān)鍵技術(shù)52.2.1 紅外通信信息編碼52.2.2 IrDA 調(diào)制方式62.2.3 GSM短消息的發(fā)送過(guò)程及AT指令83 硬件設(shè)計(jì)113.1 系統(tǒng)控制模塊113.2 無(wú)線模塊（HLK-RM04）123.3 GSM模塊（SIM300）133.4 紅外發(fā)射模塊133.5 DHT11溫度濕度檢測(cè)模塊143.6 MQ-5煤氣檢測(cè)模塊153.7 煙霧報(bào)警檢測(cè)模塊163.8 語(yǔ)音播報(bào)模塊163.9 手機(jī)藍(lán)牙匹配控制（水，電，氣）開關(guān)模塊173.10 串口通信模塊184 軟件設(shè)計(jì)194.1 主控端紅外記憶及發(fā)射模塊程序194.2 紅外脈沖解碼子程序194.3 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)程序205 系統(tǒng)測(cè)試215.1 主要技術(shù)指標(biāo)215.2 系統(tǒng)模塊測(cè)試215.3 系統(tǒng)實(shí)物展示256 結(jié)論266.1 作品的適用范圍266.2 與同類產(chǎn)品的對(duì)比266.2.1 與同類產(chǎn)品的功能做比較266.2.2 成本比較276.3 應(yīng)用前景預(yù)測(cè)27參考文獻(xiàn)2930 1 前言1.1 研究目的及現(xiàn)狀1.1.1 技術(shù)背景目前市場(chǎng)上還沒(méi)有一款能夠比較完善使用Android操作系統(tǒng)的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，而按Android系統(tǒng)目前的發(fā)展趨勢(shì)，Android很有可能成為便攜式設(shè)備的主流系統(tǒng)。Android系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于它不僅可以在手持設(shè)備上運(yùn)行，還可以在平板電腦上運(yùn)行，且在應(yīng)用市場(chǎng)上占主流。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，如果在Android系統(tǒng)上開發(fā)一款智能家居軟件，不僅可以縮短研發(fā)周期，而且便于日后的升級(jí)維護(hù)。隨著Android系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，它很有可能成為智能家居系統(tǒng)中操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。本系統(tǒng)通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)小型的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)中關(guān)鍵的功能，成為智能家居設(shè)計(jì)的原型系統(tǒng)，為住宅用戶提供了一套完整的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。 我們本著以人為本的理念，為方便用戶對(duì)住宅進(jìn)行近、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制而設(shè)計(jì)本項(xiàng)目-帶紅外學(xué)習(xí)功能的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含紅外學(xué)習(xí)功能的模塊，對(duì)溫度濕度、天然氣、PM2.5的檢測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)煙霧報(bào)警，光電檢測(cè)控制窗簾，語(yǔ)音播報(bào)的功能，以藍(lán)牙無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)（光、電、氣）開關(guān)的控制，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控整個(gè)室內(nèi)環(huán)境，確保室內(nèi)環(huán)境處于安全，健康，節(jié)能狀態(tài)。通過(guò)WIFI模塊、移動(dòng)通信設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)加濕器、空氣凈化器等家用電器的智能化管理。1.1.2 社會(huì)背景1、生活壓力。隨著當(dāng)今社會(huì)的生活節(jié)奏不斷加快，各行各業(yè)的壓力不斷急劇上升。在各方面的壓力沖擊下，綜合的利用時(shí)間以及健康的生活方式變得更為重要。早在2000年，世界衛(wèi)生組織和國(guó)際勞工組織同時(shí)發(fā)表對(duì)工作者職業(yè)健康問(wèn)題的擔(dān)憂，繼心臟疾患之后，職業(yè)健康及其伴隨的憂郁癥已成為人類第二大健康隱患。隨著中國(guó)改革開放近四十年的經(jīng)濟(jì)騰飛，同種擔(dān)憂在中國(guó)也廣泛存在。有報(bào)導(dǎo)稱在華工作者中，有46.2%的人在不同程度上受到職業(yè)壓力的困擾導(dǎo)致身心健康嚴(yán)重受損。最新調(diào)查報(bào)告現(xiàn)顯示，每年由于工作壓力太大而死亡的人數(shù)在逐漸上升。那么下班后選擇一種便捷的生活方式，一個(gè)舒適的居家環(huán)境，將會(huì)對(duì)我們的身心健康帶來(lái)益處，有益于克服工作上壓力的滋長(zhǎng)。對(duì)生活質(zhì)量的追求,對(duì)科學(xué)創(chuàng)新的探索，對(duì)于健康身心的發(fā)展，這些都是促使“家庭環(huán)境智能遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)”誕生的重大因素。2、能源危機(jī)。能源危機(jī)是全球都面臨的一個(gè)重大危機(jī)，只有保證了能源的充足供給，才能保證生命的延續(xù)。據(jù)2012年能源調(diào)查資料顯示，在技術(shù)與成本的限制下，預(yù)估世界石油蘊(yùn)藏量只可以再開采40年，天然氣只可以開采62年，煤炭可以開采77年等等可以看出現(xiàn)在全世界依賴最深的主要能源石油及天然氣，在二十一世紀(jì)的牽絆，就將日趨枯竭。目前全球因石油，天然氣等能源生產(chǎn)投資造成市場(chǎng)供過(guò)于求，但產(chǎn)地蘊(yùn)藏量降低甚至枯竭，使得全球?qū)⒚媾R能源價(jià)格劇烈波動(dòng)的尷尬問(wèn)題。沒(méi)有了穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，上層建筑定會(huì)搖搖晃晃。為了國(guó)泰民安的明天，為了更長(zhǎng)久的未來(lái)，環(huán)保節(jié)能刻不容緩。在著眼于新能源的開發(fā)的同時(shí)，平常生活的細(xì)微之處，我們又能做些什么呢？3、醫(yī)療與社會(huì)根據(jù)社會(huì)的新聞熱點(diǎn)與輿論，我們很容易發(fā)現(xiàn)許多空巢老人存在的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是由于子女忙于事業(yè)，而無(wú)時(shí)間陪長(zhǎng)輩。住宅的安全隱患成為子女最擔(dān)憂的問(wèn)題。因而開發(fā)一種易于操作，且安全的家庭環(huán)境系統(tǒng)又成為現(xiàn)在社會(huì)的一大熱點(diǎn)。加入醫(yī)療監(jiān)控，確保他們的健康生活。建立在技術(shù)發(fā)展背景以及社會(huì)現(xiàn)狀背景的基礎(chǔ)上，我們小組進(jìn)行了“家庭環(huán)境智能遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)”的開發(fā)。1.2 研究基本思路基于上述的開發(fā)背景，設(shè)計(jì)出帶紅外記憶功能的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)：用戶可將任意電器遙控器上的任意按鍵上的紅外線記錄在終端上，用戶可通過(guò)接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)來(lái)輕松控制家用電器設(shè)備。用戶也可通過(guò)手機(jī)發(fā)短信或打電話到終端，該系統(tǒng)就能自動(dòng)對(duì)家庭環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)和控制使其達(dá)到人體舒適值。同時(shí)該終端還能控制傳感設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)反饋到手機(jī)上。該系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、無(wú)線WIFI模塊、PM2.5檢測(cè)模塊、溫度濕度檢測(cè)模塊、用電流檢測(cè)模塊、MQ-5煤氣/天然氣檢測(cè)模塊、GSM進(jìn)行手機(jī)傳輸模塊、煙霧報(bào)警模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、攝像頭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊、光電檢測(cè)控制窗簾、藍(lán)牙匹配總開關(guān)等模塊構(gòu)成，圍繞IAP15F2K61S2單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)，紅外接收模塊將采集到紅外信號(hào)存儲(chǔ)在單片機(jī)里，用戶通過(guò)電腦、手機(jī)等終端發(fā)送信號(hào)經(jīng)由WIFI模塊給單片機(jī)，單片機(jī)接收到信號(hào)后查找存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的紅外脈沖信號(hào)，并將紅外信號(hào)發(fā)送給設(shè)備，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。用戶也可通過(guò)手機(jī)發(fā)送短信或撥打電話到GSM，GSM收到信息后將會(huì)自動(dòng)打開系統(tǒng)，各檢測(cè)模塊將會(huì)開始對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)也將對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和對(duì)相應(yīng)設(shè)備的控制，使其達(dá)到適宜人體的值。1.3 創(chuàng)新點(diǎn)（1）具有紅外信號(hào)學(xué)習(xí)功能。在不改變紅外家電的條件下與其兼容，從而實(shí)現(xiàn)終端控制紅外家電。（2）通過(guò)主控機(jī)、智能手機(jī)以及平板電腦實(shí)現(xiàn)紅外電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，可遠(yuǎn)程操控家電，使家居環(huán)境達(dá)到主人要求的舒適度。并且通過(guò)WiFi、網(wǎng)絡(luò)等與用戶的手機(jī)進(jìn)行通信，用戶可直觀的看到室內(nèi)環(huán)境狀況以及當(dāng)前的各個(gè)環(huán)境檢測(cè)值；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制家庭環(huán)境，可及時(shí)預(yù)防人為災(zāi)害以及防盜。（3）通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制，使用更加方便快捷。（4）該系統(tǒng)設(shè)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)，用戶用隨身攜帶的智能手機(jī)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電器設(shè)備的控制，使控制更加智能化。（5）實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)溫度、濕度、PM2.5以及煤氣、天然氣檢測(cè)，煙霧報(bào)警，光電檢測(cè)控制窗簾，藍(lán)牙匹配控制總（水，電，氣）開關(guān)，語(yǔ)音播報(bào)，攝像頭監(jiān)控等功能。（6）用戶可以以發(fā)短信的方式遠(yuǎn)程啟動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)手機(jī)上的應(yīng)用控制家用設(shè)備，使環(huán)境值達(dá)到舒適；（7）該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、安全、方便快捷、成本低等功能。1.4 展望（1）將水表，電表，氣表的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備上，并可進(jìn)行相應(yīng)的繳費(fèi)功能。（2）建立家庭PSOC設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。為家庭成員的健康指數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)。（3）采用NE555構(gòu)成占空比可調(diào)的震蕩電路給紅外脈沖提供任意頻率載波，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)占空比。也可用在工業(yè)上。2 總體方案及關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案：本設(shè)計(jì)基于IAP15F2K61S2單片機(jī)最小系統(tǒng)、HLK-RM04無(wú)線模塊的帶記憶功能的無(wú)線紅外控制終端、GSM進(jìn)行手機(jī)傳輸模塊、WIFI模塊、溫度，濕度模塊、PM2.5，煙霧報(bào)警模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、攝像頭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊、光電檢測(cè)控制窗簾、藍(lán)牙匹配控制總（水、電、氣）開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家用環(huán)境遠(yuǎn)、近程的智能檢測(cè)與控制、紅外記憶、紅外遙控、溫濕度顯示等功能。2.1 方案設(shè)計(jì)該系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、無(wú)線WIFI模塊、PM2.5檢測(cè)模塊、溫度濕度檢測(cè)模塊、用電流檢測(cè)模塊、MQ-5煤氣/天然氣檢測(cè)模塊、GSM進(jìn)行手機(jī)傳輸模塊、煙霧報(bào)警模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、攝像頭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊、光電檢測(cè)控制窗簾、藍(lán)牙匹配總開關(guān)等模塊構(gòu)成，圍繞IAP15F2K61S2單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)，紅外接收模塊將采集到紅外信號(hào)存儲(chǔ)在單片機(jī)里，用戶通過(guò)電腦、手機(jī)等終端發(fā)送信號(hào)經(jīng)由WIFI模塊給單片機(jī)，單片機(jī)接收到信號(hào)后查找存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的紅外脈沖信號(hào)，并將紅外信號(hào)發(fā)送給設(shè)備，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。用戶也可通過(guò)手機(jī)發(fā)送短信或撥打電話到GSM，GSM收到信息后將會(huì)自動(dòng)打開系統(tǒng)，各檢測(cè)模塊將會(huì)開始對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)也將對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和對(duì)相應(yīng)設(shè)備的控制，使其達(dá)到適宜人體的值。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)圖1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2 關(guān)鍵技術(shù)2.2.1 紅外通信信息編碼紅外遙控信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是一組連續(xù)的串行二進(jìn)制碼，通常由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼、功能碼、功能反碼等組成。當(dāng)某一個(gè)按鍵被按下再松開之前，遙控器一直重復(fù)發(fā)送完整的數(shù)據(jù)字即循環(huán)碼。由于二進(jìn)制編碼脈沖的頻率低，為提高抗干擾性能和降低電源消耗，一般將這些編碼信號(hào)用高頻載波信號(hào)進(jìn)行脈幅調(diào)制，經(jīng)緩沖放大后送到紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)換為紅外信號(hào)發(fā)射出去。目前常用的載波頻率為38KHZ。NEC 標(biāo)準(zhǔn)和 RC5 標(biāo)準(zhǔn)是目前兩種最常用的紅外編碼標(biāo)準(zhǔn)。其中NEC標(biāo)準(zhǔn)是日本NEC公司開發(fā)的，采用數(shù)字脈寬調(diào)制來(lái)表示“0”和“1”，其引導(dǎo)碼由一段9ms的高電平(有些碼是4.5ms)和4.5ms的低電平組成，系統(tǒng)碼和功能碼占8位，載波頻率為38KHZ。當(dāng)連續(xù)發(fā)射時(shí)，先發(fā)送一個(gè)完整的控制字，接著只發(fā)射9ms高電平和2.25ms的低電平，再跟著一個(gè)560us的脈沖，整個(gè)波形周期仍為108ms。該標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用非常廣泛，很多廠家使用該標(biāo)準(zhǔn)和與其類似的標(biāo)準(zhǔn)，他們?cè)诖a型結(jié)構(gòu)上基本一致，只是在具體的脈沖寬度的數(shù)值、引導(dǎo)碼的長(zhǎng)度、系統(tǒng)碼和功能碼的位數(shù)、順序上有改變。比方說(shuō)，表示 “0” 的脈沖寬度，有的是560/600(高/低)， 有的卻是1100/700(高/低)。RC5標(biāo)準(zhǔn)由Philips 公司開發(fā)，歐洲使用較多，在亞洲地區(qū)該標(biāo)準(zhǔn)使用較少。采用雙相位脈沖表示“1”和 “0” ，每一位的時(shí)間是1.68ms，5位系統(tǒng)碼，6位功能碼，最初的載波頻率為36KHz。當(dāng)按鍵按下的時(shí)間超過(guò)114ms后，它會(huì)重復(fù)發(fā)送完整的數(shù)據(jù)字，控制字之間的間隔一般是數(shù)十個(gè)毫秒。目前的紅外學(xué)習(xí)方法大體分兩種。第一種：采用脈寬調(diào)制，具有脈沖寬度固定而脈沖間隔不同的特點(diǎn)，用定時(shí)器對(duì)脈沖間隔計(jì)數(shù)， 由計(jì)數(shù)值的大小區(qū)別脈沖間隔時(shí)間， 從而識(shí)別出二進(jìn)制的“1”、“0”和遙控信號(hào)起始位，最終學(xué)習(xí)到紅外信號(hào)對(duì)應(yīng)的串行二進(jìn)制碼。由對(duì)常用的紅外協(xié)議分析可知，很多紅外編碼標(biāo)準(zhǔn)的編碼邏輯“0”、“1”在調(diào)制方式、脈寬等方面存在差異，因此此種方法通用性不強(qiáng)。第二種：不考慮紅外編碼的構(gòu)上位機(jī)等待下位機(jī)發(fā)送學(xué)習(xí)結(jié)束標(biāo)志，并準(zhǔn)備接受其后發(fā)送的紅外編碼。此時(shí)上位機(jī)做接收，單片機(jī)做發(fā)送。本系統(tǒng)采用了NEC實(shí)現(xiàn)功能。2.2.2 IrDA 調(diào)制方式紅外線接口的標(biāo)準(zhǔn)由IrDA（InfraRed DataAssociation，紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)）制定的，IrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)。IrDA 于 1994年發(fā)表了IrDA 1.0，簡(jiǎn)稱為SIR（Serial InfraRed），是一種非同步、半雙工紅外通信方式。SIR是基于UART的紅外實(shí)現(xiàn)方案，在UART器件連接紅外編解碼器，支持UART從2,400115,200的多個(gè)傳輸速率。部分 UART芯片內(nèi)部集成了SIR編解碼器。通過(guò)紅外編解碼器連接紅外收發(fā)器，構(gòu)成了紅外接口電路。SIR 信號(hào)編碼采用寬度為3/16位寬的歸零脈沖調(diào)制，如圖 2。圖2、SIR 編譯碼時(shí)序圖當(dāng)UART輸出（圖中TxD）高電平時(shí)，編碼輸出（圖中TxD IR）為低電平。當(dāng)UART輸出低電平時(shí)，編碼輸出為寬度為3/16位寬的高電平脈沖。當(dāng)UART的傳輸速率為115200bps時(shí)，編碼輸出的高電平脈沖寬度為1.6s。在SIR設(shè)備接收端，紅外收發(fā)器收到的信號(hào)為圖中的TxD IR，經(jīng)紅外譯碼還原成為RxD送到接收端UART。在FIR中定義了3個(gè)比較高的傳輸速率，即0.576、1.152和4Mbps，與SIR不同的是，F(xiàn)IR采用同步封包傳送方式，與UART不兼容。其中0.576和1.152Mbps速率與4Mbps采用的編碼方式不同。有些地方稱0.576、1.152Mbps速率為MIR（Medium InfraRed）紅外模式。0.576、1.152Mbps采用與SIR相似的歸零脈沖調(diào)制方式，所不同的是高電平的寬度不是SIR的3/16位寬，而是1/4位寬。這樣的變化是為了與4Mbps速率的脈沖寬度相一致。這兩種速率的脈沖調(diào)制波形如圖 3。圖3、SIR 與 MIR 編碼波形4Mbps速率的FIR紅外模式采用了完全不同的脈沖調(diào)制方式4PPM（4 Pulse Position Modulation，脈沖相位調(diào)制）。將二進(jìn)制數(shù)據(jù)每2位組合為一個(gè)調(diào)制單位，共有4種組合，即00、01、10和11。同時(shí)將2個(gè)位寬時(shí)間等間隔分為4個(gè)等份，調(diào)制脈沖的位置根據(jù)二進(jìn)制組合數(shù)據(jù)的不同依次出現(xiàn)在不同的等份位置。參見(jiàn)圖 2-3，當(dāng)被調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)字節(jié)為00011011時(shí)，調(diào)制后的脈沖波形如圖4。圖 4、4PPM 調(diào)制波形IrDA 1.4的VFIR采用了一種全新的游程長(zhǎng)度受限碼（Run-Length Limited，RLL）編碼方案，叫做HHH（1,13），HHH的名稱來(lái)自最初發(fā)明該編碼的三位科學(xué)家的名字。HHH（1,13）編碼是硬件實(shí)現(xiàn)的，支持 IrDA1.4 規(guī)范的紅外接口芯片都集成了HHH（1,13）編、解碼電路。HHH（1,13）的編碼規(guī)測(cè)是很復(fù)雜的，采用HHH（1,13）的原因主要是為了紅外線收發(fā)器的特點(diǎn)，同時(shí)在功耗和頻譜帶寬兩個(gè)方面的指標(biāo)都比較優(yōu)越。HHH（1,13）的編碼特點(diǎn)如下：(1)編碼速率為2/3。即VFIR的傳輸速率為16Mbps，編碼速率為24M，編碼后的脈沖位寬為1/24MHz = 41.67ns，也就是紅外發(fā)光脈沖的寬度；(2)HHH（1,13）出現(xiàn)連續(xù)1（有紅外信號(hào)）的最大個(gè)數(shù)為1，也就是說(shuō)編碼后的數(shù)據(jù)中沒(méi)有相連的1。同時(shí)出現(xiàn)連續(xù)0（無(wú)紅外信號(hào)）的最大個(gè)數(shù)為13。2.2.3 GSM短消息的發(fā)送過(guò)程及AT指令GSM短消息一般有三種模式：塊模式、PDU模式和文本模式。由于目前市場(chǎng)上支持塊模式的手機(jī)供應(yīng)商不多，另外，經(jīng)PDU模式編碼后的短信息內(nèi)容豐富，包括文本和圖像，適用于在突發(fā)狀況時(shí)，家居系統(tǒng)發(fā)送圖文報(bào)警短信。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送短消息的過(guò)程，短消息一旦被發(fā)送后，按照SMS協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給接受方，但在發(fā)送短消息時(shí)，在歸屬的SMC中（對(duì)應(yīng)短消息中心號(hào)碼）留一份存檔。由點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送方式可知，只要發(fā)送端/接收端在處在移動(dòng)網(wǎng)中，包括本地網(wǎng)絡(luò)和全國(guó)漫游網(wǎng)，都可以收發(fā)短信。若有一方暫時(shí)未能與網(wǎng)絡(luò)相連，短消息即可存放在被呼終端SIM卡中，同時(shí)，在歸屬SMC中存檔的短信可以再48小時(shí)內(nèi)保留下來(lái)，若超出這一期間，短信有可能被下一個(gè)發(fā)出短消息覆蓋造成數(shù)據(jù)丟失。在這段期限內(nèi)，若接收端能接通到網(wǎng)絡(luò)中，短消息被接收端收到，同時(shí)，接收端會(huì)發(fā)出提醒回執(zhí)消息給接收端，表示接收有效，返回成功發(fā)送的狀態(tài)信息。這樣就完成了短消息的完整的發(fā)送過(guò)程。如圖所示：圖 5、短消息的發(fā)送過(guò)程1.短消息中心（SMC）SMC用來(lái)存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往接收端MT的短消息，并管理用戶和計(jì)算網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)用。通過(guò)專用接口，SMC可與MSC(移動(dòng)交換中心)直接。2.SMS-GMSC和SMS-IWMSCSMS-GMSC(Gateway-MSC)是可作為MSC的智能網(wǎng)關(guān)，SMC的短消息想要進(jìn)入MSC，得先通過(guò)SMC網(wǎng)關(guān)入口交換機(jī)，適用于MT類型的短消息。SMS-IWMSC是具有網(wǎng)絡(luò)交互功能的MSC，將PLMN發(fā)出的短消息接收后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交互，將短消息轉(zhuǎn)送到相應(yīng)的SMC的出口交換機(jī)，適用于MO類型的短消息。3.移動(dòng)交換中心MSC(Mobile-Switching-Center)在PLMN中的充當(dāng)著移動(dòng)交換樞紐。在移動(dòng)交換子系統(tǒng)中，MSC通過(guò)和HLR、VLR寄存器相連，完成數(shù)據(jù)交換功能。HLR(Home-Location-Register)本地定位寄存器是用于存放移動(dòng)用戶歸屬管理的數(shù)據(jù)庫(kù)，在本地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中可以擁有多個(gè)本地寄存器，同時(shí)，用戶在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中只要在其中任一個(gè)本地寄存器里進(jìn)行登記。一般把移動(dòng)用戶的個(gè)人靜態(tài)數(shù)據(jù)包括用戶類別和識(shí)別號(hào)等和當(dāng)前漫游的地理位置存放在本地寄存器中，其中當(dāng)前漫游的位置信息中主要包含有當(dāng)前MT所在的漫游所在的轄區(qū)標(biāo)識(shí)和在上次接續(xù)期間暫存的該MT被呼時(shí)分配的漫游號(hào)。VLR(Visit-Location-Register)漫游定位寄存器中，一般存儲(chǔ)的是在當(dāng)?shù)芈螀^(qū)內(nèi)所有MT的用戶數(shù)據(jù)。本地定位寄存器和基站子系統(tǒng)發(fā)出MT 的用戶數(shù)據(jù)，其中包括移動(dòng)用戶識(shí)別，MT所處位置識(shí)別（Cell-ID）和其他登記等信息。用戶開機(jī)申請(qǐng)定位登記時(shí)，當(dāng)MT進(jìn)入到漫游業(yè)務(wù)區(qū)域后，移動(dòng)定位寄存器可把MT的用戶識(shí)別號(hào)和本寄存器的識(shí)別號(hào)送回本地定位寄存器，若確定為合法用戶，移動(dòng)定位寄存器把本地寄存器中獲取到的用戶靜態(tài)數(shù)據(jù)自行保存。當(dāng)此MT被用戶請(qǐng)求時(shí)，移動(dòng)寄存器分配給MT漫游號(hào)，在送回本地寄存器暫存。本次路由接續(xù)是由主呼MT所在的MSC將被呼MT歸屬HLR中暫存的漫游號(hào)作為依據(jù)。即使是處于本地移動(dòng)網(wǎng)的非漫游用戶，同樣需要分配一個(gè)漫游號(hào)，因此GSM具有自動(dòng)漫游功能。AT是Attention的縮寫，一般應(yīng)用于終端設(shè)備與PC機(jī)之間的連接與通信。它的前身是賀氏Hayes設(shè)計(jì)的Modem命令集，通過(guò)這些指令集，可以用來(lái)配置Modem，與遠(yuǎn)程系統(tǒng)通信，發(fā)起或應(yīng)答一個(gè)呼叫等。根據(jù)AT命令格式要求只能一條命令一句AT指令；甚至當(dāng)用戶手機(jī)向PC端發(fā)出的URC 指示或者響應(yīng)的指令也只能一行一句，而一行中有多條指示屬于非法程序。自modem指令集創(chuàng)造以來(lái)，隨著移動(dòng)電話業(yè)務(wù)技術(shù)的發(fā)展，伴隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的拓展，對(duì)于移動(dòng)電話短消息的收發(fā)需求，制定了SMS(短消息服務(wù))塊模式的協(xié)議，用于控制在用戶手機(jī)之間的短信收發(fā)。隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)需求的不斷擴(kuò)大，各大移動(dòng)電廠商如諾基亞、愛(ài)立信、摩托羅拉和惠普在接下來(lái)的幾年里共同協(xié)定制定了一套完整的AT命令集。綜合之前賀氏的Modem命令集，增加了用于控制SMS的指令和制定了新的GSM07.05/07.07 標(biāo)準(zhǔn)。AT指令發(fā)送過(guò)程的最終目的，是通過(guò)終端適配器和終端設(shè)備發(fā)送指令，移動(dòng)中轉(zhuǎn)站接收到編碼信號(hào)后，再把信號(hào)發(fā)送至GSM網(wǎng)絡(luò)。AT命令的格式為“AT/at+”。 在無(wú)線通信模塊中，所用到的命令集主要有三種：“AT/at+xx”、“AT/at+Cxx”、“AT/atSxxx”。由GSM模塊的GSM07.07標(biāo)準(zhǔn)定義可知，設(shè)定了GSM模塊的AT_Command接口用于連接移動(dòng)手機(jī)端和終端設(shè)備控制端。在GSM07.05標(biāo)準(zhǔn)中定義了在接收到GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息后，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況發(fā)送短信消息，GSM模塊數(shù)據(jù)接收端收到命令短消息。在所有指令集中，與短信息發(fā)送接收過(guò)程中可能會(huì)用到的AT指令有：AT+CMGC Send an SMS command（發(fā)送一條短消息命令）；AT+CMGD Delete SMS message（刪除SIM卡內(nèi)存的短消息）；AT+CMGF Select SMS message format（選擇短消息信息格式命令）；AT+CMSS（從SIM卡中發(fā)信息）；AT+CMGL（列出SIM卡中短消息格式）；AT+CMGS Send SMS message（發(fā)送短消息）；AT+CMGR Reads Message（讀短消息）；AT+CNMI New SMS message indication（顯示新收到的短消息）3 硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括IAP15F2K61S2單片機(jī)最小系統(tǒng)、HLK-RM04無(wú)線模塊的帶記憶功能的無(wú)線紅外控制終端、GSM進(jìn)行手機(jī)傳輸模塊、WIFI模塊、溫度，濕度模塊、PM2.5，煙霧報(bào)警模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、攝像頭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊、光電檢測(cè)控制窗簾、藍(lán)牙匹配控制（水、電、氣）總開關(guān)等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家用環(huán)境遠(yuǎn)、近程的智能檢測(cè)與控制、紅外記憶、紅外遙控、溫濕度顯示等功能。3.1 系統(tǒng)控制模塊我們采用STC15系列IAP15F2K61S2 芯片。在應(yīng)用可編程、無(wú)需編程器、仿真器。IAP15F2K61S2是一種集成度高，功能強(qiáng)的單片機(jī)芯片，增強(qiáng)型8051CPU。單時(shí)鐘/機(jī)器周期，速度比普通8051快8-12倍，較本系統(tǒng)而言串口夠用，并且該芯片各種接口擴(kuò)展齊全，較8051單片機(jī)IAP15F2K61S2增添了許多功能，其應(yīng)用的可靠性和速度都有很大程度的提高。MCU模塊主要采用STC15系列IAP15F2K61S2作為主控芯片，該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外遙控器編碼的存儲(chǔ)、發(fā)射以及向用戶控制終端反饋信息。其模塊電路原理圖如圖6所示：圖6、MCU模塊電路圖3.2 無(wú)線模塊（HLK-RM04）該模塊是一種低成本嵌入式UART-ETH-WIFI（串口-以太網(wǎng)-無(wú)線網(wǎng)）模塊，是基于通用串行接口的符合網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置TCP/IP 協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口、以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)（WIFI）3 個(gè)接口之間的轉(zhuǎn)換。通過(guò)HLK-RM04 模塊，傳統(tǒng)的串口設(shè)備在不需要更改任何配置的情況下，即可通過(guò)Internet 網(wǎng)絡(luò)傳輸自己的數(shù)據(jù)。為用戶的串口設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)提供完整快速的解決方案。功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖，電路原理圖如圖7所示：無(wú)線通信模塊功能結(jié)構(gòu)圖7、無(wú)線模塊電路圖3.3 GSM模塊（SIM300）選用SIM300三頻段GSM/GPRS模塊，可在全球范圍內(nèi)的EGSM900MHZ、DCS1800MHZ、PCS1900MHZ三種頻率下工作，能夠提供GPRS多信道類型多大10個(gè)，且支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四種GPRS編碼方案。SIM300結(jié)構(gòu)小巧，它具有兩種RF天線接口，并且功耗低，SIM300內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議棧，并擴(kuò)張TCP/IP AT指令，利用該模塊開發(fā)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備變得特別簡(jiǎn)單、方便。整個(gè)系統(tǒng)采用GPRS技術(shù)和短信消息的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸短消息，并且控制器將把短消息分析翻譯成為可以識(shí)別的命令編碼。這樣可以通過(guò)手機(jī)操控的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)家居監(jiān)控，用GPRS接入的好處是可以滿足部分internet普及率不是很高的現(xiàn)狀，同時(shí)用手機(jī)對(duì)家庭進(jìn)行監(jiān)控彌補(bǔ)了通常智能家居控制器的操作距離短，地域限制等問(wèn)題，并且以短消息的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高了效率降低了成本，同時(shí)本系統(tǒng)可以擴(kuò)展應(yīng)用于多種無(wú)人職守地區(qū)的監(jiān)控安防等場(chǎng)所。圖8、GSM模塊電路圖3.4 紅外發(fā)射模塊本設(shè)計(jì)采用NE555構(gòu)成占空比可調(diào)的震蕩電路給紅外脈沖提供38K載波，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)占空比。單片機(jī)輸出的信號(hào)與38K載波調(diào)制后，經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)射出去。紅外發(fā)射模塊電路原理如圖9所示：圖9、紅外發(fā)射模塊電路圖3.5 DHT11溫度濕度檢測(cè)模塊該模塊采用了溫度和濕度同時(shí)檢測(cè)，DHT11是一款已含有數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，直接輸出數(shù)字量，用戶只需通過(guò)串口讀取數(shù)據(jù)即可。DTH11具有極高的可靠性和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，傳感器包含一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)量元件，DHT11都要在室內(nèi)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存儲(chǔ)在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)，單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷，DHT11傳感器所測(cè)數(shù)據(jù)誤差較小，且具有超快響應(yīng)、超小體積、極低的功耗、干干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。綜合上述闡釋的優(yōu)點(diǎn)，因此該系統(tǒng)采用了DHT11溫濕度復(fù)合傳感器模塊，其電路原理圖如圖10所示：圖10、溫度濕度檢測(cè)模塊電路圖3.6 MQ-5煤氣檢測(cè)模塊該模塊為模擬量輸出，通過(guò)輸出與比較器相連，判斷高低，煤氣、天然氣檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)由報(bào)警控制器和探測(cè)器組成，控制器可放置于室內(nèi)，主要對(duì)各檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，探測(cè)器安裝于煤氣、天然氣易泄露的地點(diǎn)，如廚房等。其核心部件為內(nèi)置的氣體傳感器，傳感器檢測(cè)空氣中氣體的濃度，探測(cè)器將傳感器檢測(cè)到的氣體濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)線纜傳輸?shù)娇刂破鳎瑲怏w濃度越高，電信號(hào)越強(qiáng)，當(dāng)氣體濃度達(dá)到或超過(guò)報(bào)警控制器設(shè)置的報(bào)警點(diǎn)時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并迅速做出相應(yīng)保護(hù)措施，如關(guān)掉煤氣、天然氣的總閥門等，自動(dòng)排除隱患。采用MQ-5氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫,其模塊電路原理圖如圖11所示：圖11、煤氣檢測(cè)模塊電路圖3.7 煙霧報(bào)警檢測(cè)模塊煙霧報(bào)警器的最基本組成部分包括：煙霧傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)控制電路及報(bào)警 ，單片機(jī)緊緊聯(lián)系著傳感器和報(bào)警電路設(shè)備，給煙霧報(bào)警器設(shè)定一個(gè)值，當(dāng)外界環(huán)境達(dá)到預(yù)先設(shè)定一個(gè)值，當(dāng)外界環(huán)境達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，煙霧傳感器把被測(cè)的物理作為輸入?yún)?shù)，轉(zhuǎn)換為電路輸出。該模塊能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是否大于或等于某個(gè)預(yù)設(shè)值，如果大于則啟動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警聲音，反之則為正常狀態(tài)，本系統(tǒng)采用高性能的單片機(jī)，工作穩(wěn)定，測(cè)量密度高，通用性強(qiáng)，耗能低，保證報(bào)警器的精確性及可靠性而且體積小，成本低，有利于減少報(bào)警器的體積，降低報(bào)警器的成本，是廚房衛(wèi)士等易發(fā)生火災(zāi)的地方必不可少的選擇。該模塊由煙霧傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)控制電路和報(bào)警電路等組成，其模塊電路原理圖如圖12所示：圖12、煙霧報(bào)警檢測(cè)模塊電路圖3.8 語(yǔ)音播報(bào)模塊本設(shè)計(jì)采用QYMTF1FS語(yǔ)音模塊，QYMTF1FS語(yǔ)音模塊是一個(gè)提供串口的語(yǔ)音模塊，集成了MP3、WVA的硬解碼，軟件支持工業(yè)級(jí)別的串口通信協(xié)議，以SPIFLASH、TF卡或者U盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)，可以靈活的選用其中一種設(shè)備作為語(yǔ)音的存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)串口指令完成播放指定的語(yǔ)音。其模塊電路原理圖如圖13所示：圖13、語(yǔ)音播報(bào)模塊電路圖3.9 手機(jī)藍(lán)牙匹配控制（水，電，氣）開關(guān)模塊藍(lán)牙技術(shù)使現(xiàn)代一些易攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和電腦設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線上因特網(wǎng)，其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等家電，組成一個(gè)巨大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。紅外無(wú)線技術(shù)是設(shè)備或者系統(tǒng)通過(guò)紅外輻射傳遞數(shù)據(jù)的一種無(wú)線技術(shù)。調(diào)頻無(wú)線技術(shù)也最早使用的無(wú)線電技術(shù)。只要利用這三種技術(shù)中的一種我們就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制開關(guān)了。本方案我們是利用藍(lán)牙技術(shù)，即手機(jī)藍(lán)牙與家庭中固定藍(lán)牙配對(duì)以控制家中的水、電、氣總開關(guān)的開、斷從而到達(dá)節(jié)能環(huán)保的作用。該模塊采用藍(lán)牙匹配技術(shù)，可以無(wú)線控制水、電、氣等家庭中總開關(guān)。其模塊電路原理圖如圖14所示：圖14、手機(jī)藍(lán)牙匹配控制（水，電，氣）開關(guān)模塊電路圖3.10 串口通信模塊本設(shè)計(jì)采用MAX232芯片構(gòu)成串口，其電路采用MAX232與RS232組成，實(shí)現(xiàn)串口通信。其模塊電路原理圖如圖15所示：圖15、串口通信電路圖4 軟件設(shè)計(jì)4.1 主控端紅外記憶及發(fā)射模塊程序該程序用于選擇學(xué)習(xí)模式、溫度采集模式及發(fā)射模式，并執(zhí)行相關(guān)操作，程序流程圖如下圖所示：圖16、紅外脈沖記憶、發(fā)射程序流程4.2 紅外脈沖解碼子程序 單片機(jī)接收紅外編碼進(jìn)行解碼、判斷并執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作，其程序流程圖如圖所示：圖17、紅外脈沖解碼程序流程4.3 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)程序該程序用于在接到用戶遠(yuǎn)程控制指令后，監(jiān)控并改善室內(nèi)環(huán)境（如溫濕度、PM2.5等），程序流程圖如下圖所示：圖18、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控程序流程5 系統(tǒng)測(cè)試5.1 主要技術(shù)指標(biāo) (1) 紅外遙控編碼方式NEC，載波38K，發(fā)射距離8米，發(fā)射及接收角度為30；(2) PM2.5測(cè)量傳感器電流消耗：最大值20mA，11mA典型值，靈敏度：0.5V/0.1mg/m3；(3) 煤氣傳感器檢測(cè)氣體：天然氣、甲烷、煤制氣、LPG，檢測(cè)濃度：300-10000ppm； (4) 濕度測(cè)量范圍：20%-95%（0度-50度范圍）濕度測(cè)量誤差：+-5%；(5) 溫度測(cè)量范圍：0度-50度 溫度測(cè)量誤差：+-2度。5.2 系統(tǒng)模塊測(cè)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能，分模塊進(jìn)行以下測(cè)試：(1) 自動(dòng)控制模式測(cè)試當(dāng)開啟系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)能將測(cè)量值實(shí)時(shí)反饋給用戶，并能根據(jù)設(shè)定的閥值來(lái)自動(dòng)開啟或關(guān)閉電器設(shè)備，使其能自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，從而達(dá)到人體的適宜值，達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡；圖19、系統(tǒng)圖(2) 手動(dòng)控制模式測(cè)試先由終端學(xué)習(xí)紅外，再經(jīng)測(cè)試通過(guò)手機(jī)APP直接控制家用電器設(shè)備，可以省去各種遙控器；圖20、紅外學(xué)習(xí)(3) MQ-5煤氣檢測(cè)模塊與PM2.5模塊測(cè)試當(dāng)環(huán)境煤氣、天然氣濃度，PM2.5值高于設(shè)定的閥值時(shí)，相應(yīng)模塊即刻報(bào)警，再經(jīng)由終端將數(shù)據(jù)反饋給手機(jī)，方便用戶遠(yuǎn)程檢測(cè)住宅室內(nèi)的煤氣、天然氣濃度。檢測(cè)可燃?xì)怏w前圖21、檢測(cè)可燃?xì)怏w后(4) 室內(nèi)溫、濕度檢測(cè)首先打開WiFi模塊，手機(jī)屏幕上顯示出室內(nèi)測(cè)試前的數(shù)據(jù)，增加溫度和濕度后，手機(jī)屏幕上的數(shù)據(jù)更新。溫、濕度數(shù)據(jù)更新前圖22、溫、濕度數(shù)據(jù)更新后（5）用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控功能測(cè)試直接點(diǎn)擊手機(jī)AAP中的獲取家境情況，自動(dòng)發(fā)送短信到住宅里面的終端，再經(jīng)由終端向手機(jī)發(fā)送所獲取的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。圖23、短信發(fā)送5.3 系統(tǒng)實(shí)物展示 圖24、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)圖25、帶學(xué)習(xí)功能的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)6 結(jié)論系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，主要的技術(shù)指標(biāo)也能達(dá)到，最終實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的創(chuàng)新。6.1 作品的適用范圍 家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)以住宅為平臺(tái)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、無(wú)線技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起；與普通家居相比，家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，健康性甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。6.2 與同類產(chǎn)品的對(duì)比6.2.1 與同類產(chǎn)品的功能做比較與同類產(chǎn)品的功能做比較，家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)有以下4大特性：(1)智能化：由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智能的工具，通過(guò)主控機(jī)、智能手機(jī)以及平板電腦實(shí)現(xiàn)紅外電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，用戶用隨身攜帶的智能手機(jī)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭環(huán)境的監(jiān)控及外部電設(shè)備的控制；(2)信息化：提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持訊息交流暢通；(3)人性化：強(qiáng)調(diào)人的主觀能動(dòng)性，重視人與居住環(huán)境的協(xié)調(diào)，使用戶能隨心所欲地控制室內(nèi)居住環(huán)境；(4)節(jié)能化：取消了家用電器的睡眠模式，一鍵徹底斷電，從而節(jié)省了電能。6.2.2 成本比較家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的硬件成本在500元左右?！凹彝キh(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)”硬件成本如下表：其它智能家居的成本很高，低至6000元高達(dá)上萬(wàn)元；我們的家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)低成本，高效益，可以為居民提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話短信遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、煙霧報(bào)警、語(yǔ)音播報(bào)家庭情況以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段，使人們的生活更加舒適、便利和安全，受到廣大居民的喜愛(ài)，市場(chǎng)應(yīng)用前景可觀。6.3 應(yīng)用前景預(yù)測(cè)家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)將家庭中的信息與相關(guān)的通信設(shè)備，電器和家庭安防裝置通過(guò)家庭總線技術(shù)(HBS）連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中或者異地的監(jiān)控，控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的協(xié)調(diào)。家中的溫度，濕度，PM2.5值，煤氣、天然氣濃度，光線強(qiáng)弱等進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并能做出相應(yīng)的調(diào)整，使室內(nèi)環(huán)境得到一個(gè)有利狀態(tài)。在技術(shù)不斷革新的現(xiàn)狀下，一套可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，智能照明，以及智能測(cè)控的智能物聯(lián)家居系統(tǒng)，使住宅更加智能化，人性化，高效化，節(jié)能化。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高和發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也在相應(yīng)的變化，對(duì)日常生活環(huán)境和健康狀況越來(lái)越關(guān)注。但是由于社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了各方面的污染，家庭的生活環(huán)境也隨著空氣質(zhì)量的變化而不斷的惡化。為了提高人們的生活環(huán)境質(zhì)量，及時(shí)掌握空氣質(zhì)量的變化和更加健康的生活，我們開發(fā)了家庭環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。我國(guó)有居民14億之多，對(duì)智能家居系統(tǒng)有需求的居民同樣占有重大的比例。目前，市場(chǎng)上并沒(méi)有一套完整可靠的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的解決方案，僅有散件和部分功能模塊出售。由此觀之，其應(yīng)用前景十分廣闊，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)推廣應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1 楊素行，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程（第三版），清華大學(xué)電子學(xué)教研室，2006年5月；2 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