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随着科学技术的飞速发展，人们生活水平的不断提高，普通的家庭住房已经远远不能满足人们的生活需求。为了使人们居住的环境更舒适、更方便、更安全，智能家居便应运而生了。嵌入式系统、自动控制和通信技术等已经深入到起千家万户，深刻地改变了人们的生活方式，极大的提高了各行各业的生产效率，为整个社会创造了巨大的财富，然而带给我们普通个人与家庭的好处却少之又少，传统的居住环境并没有因为这个信息时代的到来而产生改变，加之各种各样的家用电器产品日益增多，生活水品虽然有所提高，但随之而来的安全问题和分散控制给人们带来了极大的不便，居民住宅几乎变成了这个信息时代的孤岛。在这样的种种情况下，人们开始越来越关注自己的居住环境，更加注重居住环境的安全性、舒适性，将各种各样的家用电器产品有机的结合为一个整体，并可以通过它远程对家用电器进行智能化控制与管理，实现智能化的新型住所。
要想实现对智能家居控制系统的操控，从而达到远程控制智能家居控制系统以及家里的家用电器，需要解决的一个关键性问题是组建和接入家庭网络。从网络连接方面来看，组建家庭网络的工作主要分为两大部分：一方面是在家庭范围内组建各种智能家居的子系统控制网络，另一方面是这个组建的家庭控制网络与玩不互联网等网络能够结合在一起，形成一个智能家居网络一体化的网络平台。最终的目标是是家庭中的各个子系统能够互相连接，通过无线网络语外界环境进行通信。
1984年，在美国建立的世界上第一栋智能楼宇——“城市空间建筑”，开启了智能家居控制系统的大门，此后，加拿大、德国、日本、新加坡等经济发展比较发达的国家也相继提出了各种各样的智能家居控制系统方案，但是由于市场经济和策略目标的不同，一直没有形成一个同意的国际化标准。一直到20世纪九十年代初开始，家庭网络的技术逐渐发展了起来，在国际上比较有影响力的智能家居系统有：美国的LonWorks和X-10系统、德国的EIB系统、新加坡的8-X系统以及日本的HBS系统。目前应用比较多的系统如表1-1所示。
我国是在2000年开始才引进了智能家居控制系统的概念，1999年，我国建设部制定了《居住小区智能化建设要点与技术导则》，该导则将我国的智能化小区分为三个星级标准，其中最为基本的系统包括家庭安全防护、智能设备管理以及网络通讯三个方面。智能家居在我国经历了将近十年的起步阶段，由于投入的资金不足以及开发水平不够成熟，所以发展非常缓慢。但是随着国家对智能化建筑行业的不断重视以及开发技术水平的不断提高，已经开始出现了一些智能化产品，比如远程抄表系统、门禁管理系统、楼宇对讲系统以及医疗救助系统等控制系统，但是这些系统都是分散的，不能实现统一的管理和控制，安装起来也不是很方便。国能的一些知名品牌，比如联想、海尔、海信等也推出了自己的智能家居产品，但是由于缺乏统一的标准和协议，这些产品并没有真正的进入普通百姓的家中。
本系统采用两块ATmega128单片机作为控制芯片，一块芯片作为主控芯片，一块芯片作为辅控芯片，主控芯片负责通过CC1101模块采集各个传感器的报警信号，得到报警信号后，迅速找出报警位置，并向辅控芯片发送报警信号，辅控芯片接到报警信号后，启动SYN6288语音模块播报报警信息，启动报警灯闪烁，进行声光报警，报警系统发出响亮的报警声，同时连接在辅控芯片上的GSM模块也会向设定的手机发送报警信息，远程接收报警信号，以便及时处理紧急情况。GSM模块也可以向智能家居模型系统发送控制信息，远程操控家里的系统布防、撤防以及各种家电的控制。本系统还提供基于安卓的智能家居系统控制软件，可以非常方便的对系统进行近距离的控制，比较适合青年人进行操作。为了使老人和孩子也可以进行简单的操作，本系统还设计了简单的遥控器控制，操作非常方便，另外，在系统中加上了语音识别模块，在家中可以方便的控制家里的一些家用电器，实现家居智能化。
本系统设计的智能家居模型系统旨在建立一个智能家居的嵌入式系统，系统的总体的硬件设计可以分为三大部分：主控制部分、传感器节点部分和功能子模块。主控制部分采用ATmega128单片机作为控制芯片，传感器节点部分采用ATmega16单片机作为控制芯片。主控制部分外接的功能子模块有：LCD12864液晶显示模块、蓝牙模块、GSM通信、CC1101无线语音模块等，传感器节点部分外接的功能子模块有红外检测传感器、火焰传感器、烟雾传感器、LED模块、继电器模块、语音识别模块等，本章会对上述硬件部分详细介绍。
1997年，ATMEL公司在挪威的设置中心的A先生和V先生利用了ATMEL公司的Flash新技术共同研发的基于RISC精简指令集的高速8位单片机，称之为AVR单片机。AVR单片机开发的门槛是比较低的，只需要一个下载器或者JTAG仿真器就可以进行程序的下载与仿真等试验，而且AVR单片机价格比较低廉，其内置的高质量Flash程序存储器擦写非常方便，支持ISP和IAP，非常有利于产品的开发、调试、生产等。另外，AVR单片机还具有高速、低功耗、保密性能好、I/O接口功能强，内部资源丰富等特点，不愧为八位单片机中的佼佼者。
主控制部分是整个智能家居模型系统的核心部分，也是整个系统的重中之重。因此主控制部分采用两块ATMEL公司ATmega128单片机作为控制芯片，一块芯片作为主控芯片，一块芯片作为辅控芯片，主控芯片负责通过CC1101模块采集各个传感器的报警信号，得到报警信号后，迅速找出报警位置，并向辅控芯片发送报警信号，辅控芯片接到报警信号后，启动SYN6288语音模块播报报警信息，启动报警灯闪烁，进行声光报警，报警系统发出响亮的报警声，同时连接在辅控芯片上的GSM模块也会向设定的手机发送报警信息，远程接收报警信号，以便及时处理紧急情况。GSM模块也可以向智能家居模型系统发送控制信息，远程操控家里的系统布防、撤防以及各种家电的控制。本系统还提供基于安卓的智能家居系统控制软件，可以非常方便的对系统进行近距离的控制，比较适合青年人进行操作。为了使老人和孩子也可以进行简单的操作，本系统还设计了简单的遥控器控制，操作非常方便，另外，在系统中加上了语音识别模块，在家中可以方便的控制家里的一些家用电器，实现家居智能化。智能家居模型系统总控制部分的总体框架如图3-1所示
3.2.4 CC1101无线无线收发模块使用的是TI公式生产的CC1101低功耗的无线通信芯片，发射功率可调，最大发射功率10mW。该模块工作于433MHz频段，该频段为免费ISM频段。模块式基于FSK的调制方式，采用高效的前向纠错编码技术和信道交织编码技术，提高了数据抵抗随机干扰和抗突发干扰的能力，在信道误码率为10-2时，可以得到的实际误码率为10-5~10-6。在直线可视情况下，天线bps可靠传输距离大于100米，1200bps传输距离最大可以达到200米。模块还提供透明的数据传输接口，能适应任何标准的或者非标准的用户协议，可以自动过滤掉空中产生的假数据，使用非常方便。
TC35模块是由德国西门子公司生产的新一代的无线通信GSM模块。带有RS232通讯接口，可以非常方便地与PC机、单片机通讯。可以实现非常快速、安全、可靠的数据、语音传输、传线MHz和1800MHz两个频段，功耗分别为2W和1W。模块支持AT命令接口，支持文本和PDU格式的短消息等，模块还支持2400bps、4800bps、9600bps的非透明传输模式。另外，TC35模块还有电话簿功能、多方通话功能、漫游检测功能，常用的工作模式有等电模式、IDLE模式、TALK模式等。TC35模块通过使用独特的40引脚ZIF连接器，实现电源连接指令、语音信号、数据以及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器以及50欧姆天线连接器，可以分别连接SIM卡的支架和天线模块设计小巧、功耗较低，主要由GSM基带处理器、GSM无线模块、闪存、电源模块、天线接口以及ZIF连接器六部分组成，其结构框图如图3-5所示。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内部的数据和语音信号，并且涵盖了蜂窝射频通信设备中的所有的模拟功能和数字功能。在不用外部硬件电路的支持下，可以使用FR、EFR和HR语音通道的编码。
如图3-8所示，当有介发射管发出的红外光反射回来时，红外接收管就会接收到红外信号，此时电阻R1电平会被拉低，然后再经过LM393电压比较后输出低电平，当红外光没有被发射回来时，经过LM393电压比较器后就会输出高电平。通过调节电阻R1的阻值大小来调节红外传感器的灵敏度，LM393同相输入端的电压就会有所改变，比较器的阈值电压就会有所改变，从而达到检测门窗的效果。单片机只需要时时检测电压比较器的输出引脚电平即可。
目前，市场上的检测火警的报警器一般是利用烟雾传感器加上温度传感器来判断是否有险情，但是往往不能检测到明火的险情，如果发生火灾，不能及时将报警信息发送出去，对人的生命和财产安全造成危害。本系统中采用的JNHB1004火焰传感器，当传感器周围有火源产生时，火焰传感器会探测到空气中红外线上面的电阻值会变小，相应的，电压比较器反相输入端的电压会降低，从而使得输出端产生高电平。相反，当没有火情时，就会产生低电平，这样就达到了检测明火危险的作用。
