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(多图) 基于GSM短信的智能家居控制系统的研究

辽宁工程技术大学 高明明?? 2011年08月01日 ?? 收藏0

?  执行终端在接收到对本机的呼叫并确认中心所下达的执行命令时就驱动相应端口的输出脚,如上图中的P0.0驱动三极管Q,带动继电器J0,三个常开接点闭合,J0.1课带动负载,而J0.2由P1.0检测,J0的状态,可供查询。

  用CC2430芯片组成ZigBee的无线网络可以在节点间进行,接力传输每个节点间距离可达70米,在节点间距离较密时网络节点有自愈功能。这种网络可支持较大规模网络,节点可达6万多。在实现ZigBee的软件方面要有ZigBee协议栈的支持,现在厂家以可以免费支持,这使得基于利用CC3430无线单片机,ZigBee技术的无线网络可以得到普级。

无线网络

  本设计选用了星型组网方案。星型网络以网络协调器为中心,所有设备只能与网络协调器进行通信。ZigBee网络的协调器节点和主控模块相互连接来进行数据传输。在ZigBee网络中,所有节点的传感器数据都通过路由送往协调器节点。每个传感器节点可以设置成睡眠模式,在没有数据发送的时候进入休眠,以节省功耗,延长使用寿命。根据ZigBee协议,每个ZigBee主设备可以连接多达254个从设备,一个区域内最多可以同时存在100个独立且相互重叠覆盖ZigBee网络。所以,网络容量很大,能满足大多数需求。网络中的数据传输采用了碰撞避免机制和完全确认的数据传输机制。而且网络层和MAC层都有安全策略,且安全分级,各个应用可以灵活确定其安全属性。所以整个网络的可靠性和安全性都比较高。其工作流程为:

  a.由用户手机发送规定好的命令给GSM模块,DSP主控模块收到GSM发来的命令后,解释该命令。解释完命令后发给主控中心的ZigBee无线射频模块,由该模块把命令发给相应的分控终端设备,分控终端设备收到命令后做出相应的动作。

  b.当分控终端收到命令后会有两种动作:一种是做出相应的动作后向上层做出应答,另一种是主控中心把收到分控终端的信息,通过GSM以短信形式发到用户手机上。

  到此己经完成了用户在远程对家庭内部的电子设备的控制与监测。

  3 系统的调试

  1.短信收发的调试:这个环节主要完成验证所选用的GSM调制解调器AT命令的兼容性。可在PC机上用超级中端来调试。

  2.TMS320VC5402的同步串口MCBSP1与MAX3111的串行口的调试。要保证能正确接受到短信,调试过程要用TMS320VC5402仿真器。

  3.TMS320VC5402的同步串口MCBSP0与CC2430的连接,这两个芯片要分别用仿真器两台电脑调试才能发现问题出在那一边。

  4.调试ZigBee网络,中心控制器的CC2430和被控端的CC2430分别用仿真器分段调试,调通ZigBee链路。

  5.调试被控端CC2430的驱动端口,能按要求驱动继电器。

  6.逐级联调,以中心控制器为中心按各个方向的协议调通。

  7.调试中心控制器的控制和管理逻辑。

  8.全系统联调测试。过程中用到一个TMS320VC5402仿真器和两个CC2430仿真器。

全系统联调测试

  4 结论及展望

  本设计的主题是建立一个基于GSM短信息的家居智能化控制系统,实现对家庭设备,家居环境状况的控制与监测。GSM短信息模块执行接收短信息给用户手机及发送用户手机的短信息,建立了用户手机和DSP主控模块的远程通信功能,系统通过ZigBee无线通信技术实现子功能模块与主控模块之间的通讯。

  本系统的优势和创新主要体现在以下几个方面:

  1.设计了基于新标准ZigBee的无线技术在智能家居行业的应用方案,这在家居行业的技术发展和应用方面的研究具有前沿性和实用性。

  2.根据人们平时通信的习惯,设计基于GSM短信来远程控制家电的系统易于被人们所接收,并且在不需要很强实时性的家居控制中具有方便,快捷,高效率低运行成本的优势。

  3.系统采用DSPTMS320VC5402,不仅有很好的性价比也为以后系统升级扩展留有余地。在今后可以利用基于GPRS的彩信服务或3G移动通信,反馈信息可以向图形、图象的视频信息方向发展。这时,中心控制器要有足够的能力处理视频,这时DSP就大有用武之地。

  4.在设计中解决了DSPTMS320VC5402与GSM模块相连接的接口问题。

  因此基于GSM短信的智能家居控制系统具有较好的社会发展前景。


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GSM短信? 智能家居? ZigBee?

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