一種新型樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

岑偉華　陳公興　池文鑫　李皆瑤　熊培楓　劉桂樺

摘要：本文提出了一種基于單片機(jī)的新型樓宇控制系統(tǒng)。它不但能顯示當(dāng)前時(shí)間和自動(dòng)檢測(cè)危害氣體、火災(zāi)事故、地震及盜竊，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和聲光報(bào)警。當(dāng)樓宇控制系統(tǒng)檢測(cè)到要發(fā)生意外的事故時(shí)，單片機(jī)進(jìn)行控制并與GSM模塊通信，將當(dāng)前發(fā)生的意外事故，以短信方式，發(fā)送到用戶的手機(jī)上。用戶可以通過手機(jī)的短信接收和發(fā)送，做出相應(yīng)處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，以防造成意外事故。

關(guān)鍵詞：新型樓宇;單片機(jī);GSM;遠(yuǎn)程監(jiān)控

1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

這種系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制模塊、GSM通信模塊、顯示模塊、傳感器模組及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。該系統(tǒng)采用STC89C52作為控制核心，通過TC35模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和通信，使用繼電器模塊控制主電路通斷。它利用傳感器組進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)與采集，通過讀取TC35接收到的短信內(nèi)容從而控制相應(yīng)的外部繼電器工作，或者控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)給TC35模塊，進(jìn)而發(fā)送數(shù)據(jù)。它連接好藍(lán)牙，并進(jìn)入系統(tǒng)初始化，通過手機(jī)創(chuàng)建APP，按功能鍵實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)遠(yuǎn)程端系統(tǒng)框圖如圖1所示，單片機(jī)控制系統(tǒng)如圖2所示。

2 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試

該系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)包括溫度傳感器采集程序、PCF8591AD轉(zhuǎn)換程序、LCD12864液晶顯示程序、GSM短消息收發(fā)程序等程序模塊，主程序流程圖如圖3所示。系統(tǒng)實(shí)物圖如圖4所示，通過對(duì)GSM模塊進(jìn)行串口調(diào)試，在串口上調(diào)試成功后，再移植到單片機(jī)中，這樣可以大大的減少了程序的出錯(cuò)率，也降低了調(diào)試的困難度。以發(fā)生火災(zāi)事故為例，具體調(diào)試步驟如下：打開串口助手軟件，把硬件連接好;在發(fā)送框中發(fā)送AT指令，GSM模塊會(huì)返回OK指令;發(fā)送AT+CMGF=1指令， GSM模塊會(huì)返回OK指令;發(fā)送AT+CSMP=17，167，2，25， GSM模塊會(huì)返回OK指令;發(fā)送AT+CSCS="UCS2"， GSM模塊會(huì)返回OK指令;發(fā)送AT+CMGS="00310033003700360030003600360030003500380030"， GSM模塊會(huì)返回?fù)Q行;緊接著發(fā)送"6709706B6E90FF0C8BF76CE8610F751F547D8D224EA75B895168"。手機(jī)接收到短信，再次向系統(tǒng)發(fā)送內(nèi)容為“Close The Power”的短信，系統(tǒng)能夠自動(dòng)切斷主電源。用打火機(jī)的火焰接觸火焰?zhèn)鞲衅?，看是否在屏幕上顯示，并發(fā)送短信提示。用打火機(jī)里的可燃?xì)怏w模擬煤氣，如果 MQ-2 煤氣傳感器檢測(cè)到可燃?xì)怏w泄漏，會(huì)向事主手機(jī)發(fā)送內(nèi)容為“發(fā)送CO濃度高，請(qǐng)注意財(cái)產(chǎn)安全”的短消息。系統(tǒng)開始檢測(cè)各個(gè)傳感器的信息，將采集到的信息通過屏幕顯示出來。

如圖5所示，在本系統(tǒng)中，GSM模塊軟件設(shè)計(jì)是通過串口發(fā)送AT指令給GSM模塊來實(shí)現(xiàn)發(fā)送/接受短信的功能。發(fā)送或者接受短信之前都需要初始化，然后才能發(fā)送或者接受短信。

3 結(jié)論

本系統(tǒng)通過GSM網(wǎng)絡(luò)的短信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了短信息遠(yuǎn)程報(bào)警，遠(yuǎn)程控制的功能，其擴(kuò)展性非常好，根據(jù)需要任意增加相應(yīng)功能，實(shí)用性非常強(qiáng)，而且還符合了未來樓宇智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)。該系統(tǒng)具有防災(zāi)減災(zāi)的功能，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)及遠(yuǎn)程報(bào)警。能根據(jù)各個(gè)傳感器采集的信息，判斷當(dāng)前有無異常情況發(fā)生。若有異常情況的話，就會(huì)通過GSM模塊將短信發(fā)送給事主，提醒其注意財(cái)產(chǎn)安全。用戶還可以發(fā)送短信，遠(yuǎn)程控制來切斷電源，防止意外事故發(fā)生。根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)開關(guān)窗簾，還可以通過手機(jī)APP控制。人體紅外感應(yīng)模塊在夜里提供了必要照明。時(shí)鐘部分可以極大地方便人們的日常生活，提醒人們注意時(shí)間。

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作者簡(jiǎn)介：岑偉華，1994.07，男，漢族，本科，研究方向：控制系統(tǒng)算法及優(yōu)化研究

通訊作者：陳公興，1981.06，男，漢族，副教授，碩士研究生，主要研究方向：先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)及智能控制系統(tǒng)算法優(yōu)化控制。