基于單片機和CAN總線的智能家居控制系統

　　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。

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。

　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。

圖1 智能家居控制系統室內分機系統構成圖