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基于单片机的智能家居系统设计

作者：柯国琴

来源：《赤峰学院学报·自然科学版》2011年第5期

柯国琴

（芜湖职业技术学院电气工程系，安徽芜湖241006）

摘要：智能家居系统中两个重要组成部分即家居保安系统和家用电器远程控制系统，其

对于提高人们的生活质量，尤其是普通家庭的生活质量有着重要的意义.本文介绍通过单片机实

现家居保安系统和家用电器远程控制系统的设计方法.

关键词：单片机；智能；家居；控制系统

中图分类号：TP368.1文献标识码：A文章编号：1673-260X（2011）05-0021-03

1引言

随着现代社会的不断进步，人们的生活水平也不断提高，人们对生活品质的要求也就越

来越高，开始追求个性化、智能化，追求快捷、高效，充满乐趣的生活方式.人们在居住条件不

断改善和提升的基础上，对家居环境也追求一种人性化、智能化，智能家居也就应运而生.

智能家居系统一般可以分为五种系统功能：家居保安系统功能、家居设备控制功能、家

居综合布线功能、家居信息化功能、住宅小区管理系统.智能家居的控制方式也有多种形式，例

如：本地控制、遥控控制、集中控制、短消息控制、固定电话远程控制、感应控制以及网络控

制等等.在实际生活中，智能家居的各种系统功能可以按照人们的生活习惯需要，以智能家居产

品的形式将其融合在一起，以最方便快捷的方式改善着人们的生活.

2系统的总体设计

本文主要研究智能家居系统中的两个重要组成部分：家居保安系统和家用电器远程控制

系统.

家居保安系统能对住宅的火灾、有害气体泄露等实现自动报警；能对盗窃以及入室抢劫

实现自动报警.要求系统能够准确无误的检测出偷盗和火灾信号，并且当有偷盗和火灾信号发生，

能够及时地将信号发送出去报警.

家用电器远程控制系统，要能够完成振铃检测的功能，因为这套系统和电话机用的是相

同的电话线，为了避免干扰正常电话的接听，只有振铃响到一定次数时，才启动该系统.当用户

通过电话线远程控制家用电器时，该系统要能够实现自动模拟摘机，以便接通该系统的后续电

路完成相应的控制.系统接通时，是通过语音电路和解码电路来实现用户和系统的交互，实现对

家用电器的远程控制功能.

基于单片机的智能家居系统挂接在电话线上，完成的功能是：当用户进行远程控制家用

电器时，通过拨打家中的固定电话，系统在检测到振铃十次后，自动摘机，根据语音提示进行

操作.首先系统要求输入登录密码，在用户输入正确密码后，控制相关电器的开或关，完成后自

动挂机.如果连续三次输入的密码都不正确，系统也会自动挂机.另外，当系统检测到家中有偷

盗或火灾的信号时，会自动及时地将信号发送出去，用户或相关部门及时地采取措施，避免不

必要的损失.

根据上述系统要实现的各项功能，系统必须具有以下单元功能模块：

（1）振铃的检测和计数；

（2）自动摘机、挂机；

（3）登录密码的校验；

（4）双音频信号的解码；

（5）语音电路；

（6）控制电器开关；

（7）家庭安全状况检测；

（8）双音频信号的编码.

3系统硬件设计

基于单片机的智能家居系统的硬件电路框图如图1所示.

硬件电路是整个系统的基础，下面就各部分硬件电路的主要功能介绍如下.

3.1振铃检测

振铃检测电路的作用就是用来检测电话线上的铃流信号，从而为单片机提供电话铃响的

次数.

本系统和住宅固定电话使用同一路电话线.待机时，系统和电话机均处于闲置状态.当用

户电话被呼叫时，电话交换机发来铃流信号.为了防止系统对电话机正常使用产生影响，要求系

统在接到铃流信号后，不是马上动作，而是有一定的延时，只有在若干次的铃响以后仍无人接

听电话，则默认家中无人，此时摘、挂机电路才能动作，进行家用电器的远程控制.本系统设置

的振铃响次数为十次.

3.2自动摘机和挂机

模拟摘挂机电路的作用是完成自动摘机和挂机的动作.系统电路是通过模拟摘挂机电路和

电话线连接在一起，平时模拟摘挂机电路中的开关处于断开的状态，以免造成电话线占线.当进

行家用电器的远程控制时，在出现十次铃声且没有人接听时，系统电路通过闭合该模拟摘挂机

电路中的开关自动接通到电话线上，以便用户远程控制家中的电器.当振铃检测电路检测到十次

振铃，用户输入正确密码后，会自动启动模拟