基于PIC32嵌入式智能家居系統的設計與實現

• 引言

想象一下：在酷熱的夏天或寒冷的嚴冬，當您工作一整天后帶著疲憊的身軀在回家的路上時，空調已經開啟并調節到了舒適的溫度，柔緩的輕音樂已經為您播放，通風裝置已經接通，室內的光線已經調節好，把您預先準備好的食物用微波爐加熱。這樣，您一回來就可以享受到清新的空氣、美妙的音樂、舒適的環境，或許還有一杯熱茶……

這并不是在科幻電影里面出現的場景。事實上這樣的生活已經近在咫尺。隨著 IT產業的發展和人們生活水平的提高，“智能住宅”、“家庭自動化”等技術的發展正受到人們的密切關注，相關產品也在逐漸成熟。

• 設計概述

整個系統包含以下四個子系統：

安防子系統：該子系統中包括紅外發射端，紅外接收端。

家電控制子系統：該子系統中包括智能燈光控制，家電控制，家庭重要設施控制。

家庭娛樂和總體控制子系統。

GPRS移動通信子系統。

各個模塊通過2.4G無線通信，確保了信息的可靠傳輸。

在嵌入式智能家居系統中，具有代表性的節點是“GPRS模塊” 、“空調控制器” 、“煤氣開關控制器”、“音響系統控制器”和“紅外安全控制器”。如下圖所示，通過空調控制器，可以對空調的開關進行直接控制；通過煤氣開關控制器，可以對煤氣的開關直接控制；通過音響系統控制器，可以對音響開關進行直接控制；通過無線紅外安防控制器，可以進行防盜監控；通過GPRS模塊，可以實現對空調的遠程開關、對煤氣開關的遠程控制和查詢、對音響系統的遠程開關和防盜安全的遠程報警。

簡單的控制網絡框圖

• 系統工作原理：

控制終端（核心模塊）除了協調控制每個模塊以外其上面的LCD顯示屏可以顯示當前的時間信息，智能燈光控制功能可以根據手機短信電氣預報信息自動調節燈光的亮度。終端自動讀取手機天氣預報短信的內容并將實時天氣情況顯示到LCD，紅外安防模塊用來檢測是否有人非法入侵，當有人經過紅外發射端和接收端時紅外信號短時間內被阻擋，接收端據此判斷有人入侵，立即將入侵信息通過2.4G無線發到控制終端，控制終端收到入侵信息后立即播放報警音，并短信報警告知主人。家電智能控制功能可以實現家電的遠程開關。對安全性較高的家用設施，例如煤氣，可以遠程短信查詢它的狀態將其關閉，安全關閉后系統會短信告知用戶操作完成的信息，以確保家居的安全性。系統還可以通過短信定時，讓系統定時執行相關的任務，例如早晨定時播放音樂，定時讓電飯煲煮飯等

四、硬件描述

整個系統的核心由PIC32處理器構成。

VS1003模塊用于硬件音頻解碼；SD卡用來存儲音樂文件和系統所需文件；GPRS模塊主要完成用與系統的交互；無線模塊實現各模塊與控制終端之間的數據傳輸；紅外模塊用于安全控制。

• 軟件描述

全部的應用程序采用C語言編程。

為了穩定性與實時性，本系統將移植開源的RT-Thread操作系統。