2024-06-24
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宝泊智能家居控制系统之硬件设计
MCU与GSM通信模块
本单片机通过RS232串行通信接口与GSM模块通信,提取GSM设备的短信,发送相关的信息,并通过串行通信接口与红外模块相连,利用红外模块,达到主、分机之间的通信,因此,选用AT89S52芯片。控制上需要用到两个串行接口,但89S52只有一个串口,故还需要在程序中进行模拟串行接口通信。其最简外部接线电路。
89S52与TC35之间通过异步串行接口进行通信,通信速率为9600b/s,具有1位起始位、8位数据位、1位停止位,无奇偶校验。
单片机启动后,便发出AT+CMGD一2指令,清除第二存储空间的数据,然后不断地发出指令读取第二存储空间。若有数据,即表示接收到数据,并开始对数据进行处理,处理完毕后再把该空间数据删除。当单片机向手机发出短消息时,单片机会向GSM模块发出AT、AT+CMGF=0、AT+CMGS=X一系列的指令,当接收到回复信息后,最后发出短消息的内容。
红外无线通信模块
红外发送器电路包括38kHz晶体振荡器、反相器、与非门、驱动门Q1和红外发射管D1等部分。其中38kHz晶体振荡器、电阻R3和反相器组成脉冲振荡器,用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号,红外发射管D1选用Vishay公司生产的TSAL6238,用来向外发射950nm的红外光束。当接收器收到数位"O"时,Q2管导通,使得RXD接收到低电平,收到数位"1"时,Q2管截至,RXD接收到高电平。
模拟控制
本系统将以不同的电机做出不同的动作,来模拟说明智能家居对系统控制的响应。如图5所示,当分机的单片机收到本机的地址信息,便提取信息中的数据,根据数据的命令,若把P0.0,P0.1脚置成低电平,其他为高电平,则Q3、Q4管导通,电机便正向旋转,若把P0.2,P0.3脚置成低电平,其他为高电平,则Q5、Q6管导通,电机便反向旋转(以前一情况为正向时)。若一台分机上连多个电机,有多台分机,便可以实现在智能家居环境中对家庭各个设备的同步控制。
宝泊智能家居控制系统之软件设计
单片机主程序设计
主机上电复位后进行初始化,然后不断地对GSM模块进行扫描查询。当查询到GSM模块接收到用户发送的短信时,便对短信进行处理,提取相关信息,然后通过红外模块相分机发送相应的命令数据。接着就在一定时间(可根据用户需要调整,这里设为60s)内等待分机的回复信息。当接收到回复信息或规定时间内没有接收到分机的回复信息,主机都返回到扫描查询状态。
分机上电复位后进行初始化,然后等待接收主机发送的命令信息。接收到命令信息后,从中提取地址和数据信息,若为本分机地址,则对数据进行处理并作出响应,同时向主机发送确定信息;若非本分机地址,则返回,继续等待主机发送的命令信息。
中断程序设计
本系统需要模拟串行数据发送和接收,所以需要用上外部中断来接收数据,确保数据传输的同步性和实时性。每接收一位数据,中断都会响应一次,接收8位为一个有效数据,接收8个数据为一个数据帧。
为了确保主机正常工作。加入主机等待分机回复的等待时间。而为了时间的实时性和准确性,用到单片机内部的定时器1.设定其工作模式为模式1,初值为Ox4bff(5Oms)。中断20次为1s,60次循环为60s,当60s到时,标志位置位后返回。
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