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作者：福建师范大学协和学院 王志煌 林斌 林兴
指导教师：钟伟雄 林民庆

　　作品简介

　　随着人们物质生活水平的提高，对生活质量的最求越来越高，不仅仅要舒适，还要便捷，更需要生活的方方面面都在自己的掌控之中，这促使了远程智能控制系统的开发和产生。GSM网络覆盖的范围是其他通信系统所无法比拟的。灵活的控制形式，无论用户身在何处，只要一部手机，一条短信，就可轻松实时查询家里的各种情况以及可以轻松的控制家里的设备。
　　本系统采用TC35模块作为远程控制指令传输的媒介，配合以STC15F2K61S2单片机作为控制核心，实现家电的远程控制、工作状态查询、防盗报警以及环境监测。可以用openx或者shutx指令控制单个电器的开关电器。用refer指令来查询电器的工作状态、安防模块的工作状态以及环境状况，如温度和湿度。开启人体模拟感应安防模块后，如果有人闯入设防区域时，也会发送入侵信息给事先设定的手机号码。温度感应模块始终处于工作模块，当有火灾隐患时，会发送报警信息给设定的手机号码。并且安全性好，只能针对指定的用户手机进行应答。此智能远程控制系统具备智能性、可靠性、安全性等特点。
　　整体系统大致模型如下：　　

　　平台选型说明

　　本设计使用本届大赛指定的单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)

　　设计说明

　　1、设计要求
　　1. 检测各个模块工作情况是否正常,手机发送的指令正确与否。
　　2. 查询家里的环境情况与人员数。
　　3. 发送指令开启和关闭对应的设备。
　　4. 模拟紧急情况,系统进行紧急操作。

　　2、系统流程图　　

　　3、设计原理
　　整个系统围绕着GSM模块进行设计,单片机的外围设备与单片机相连接,通过手机模块对其进行控制，当手机模块收到短信命令后将相应命令通过串口发送给单片机，单片机再根据命令执行相应的操作，如开关外围设备等;或者单片机通过读取温度传感器的温度值，通过串口传给GSM模块，由模块再将数据传给手机。

　　3.1单片机最小系统
　　本系统的核心单片机STC15F2K61S2的管脚如下图所示：　　

　　3.2温湿度传感器模块
　　在本模块设计中采用了DHT11作为数据采集器，它的精度最少可以精确到5%以内，完全可以用来进行环境温度的测量。这一特点,非常适合于多点温度检测系统,而且操作简单,适用于家庭日常环境情况的采集。
　　温度传感器如下:　　

　　3.3 TC35 GSM模块
　　TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。
　　具有如下特点：
　　(1)可传送语音、数据、传真和短信息。
　　(2)采用单电源3.3V~5.5V供电。
　　(3)功耗：工作在900MHz状态下时，最大发射功率可达2W;工作在1800MHz状态下时，最大发射功率可达1W。
　　(4)支持的语音编码速率有：半速、全速、增强和全速 。
　　(5)短信息可使用TEXT模式或PDU模式。
　　(6)通讯接口：RS232(指令和数据的双向传送)，串口通讯波特率： 300bps~115kbps，其中自适应波特率范围：4.8kbps~115kbps。
　　(7)SIM卡操作电压：3V或1.8V。　　

　　引脚说明：TC35 GSM模块总共有40个引脚，接口设计为一个ZIF(Zero Insertion Force)零阻力插座连接器。这40个引脚可以分为五类：电源接口、数据输入/数据输出接口、SIM卡接口、音频接口、控制接口。
　　引脚详细说明：
　　1~5脚：电源+VCC脚，接外部电源或者电池正极。
　　6~10脚：电源GND脚，接外部电源负极或者电池负极。
　　11、12脚：电池充电引脚，可对外接锂电池进行充电。
　　13脚：对外输出脚，可以给外围电路供电。
　　14脚：ACCU-TEMP，接负温度系数的热敏电阻，对锂电池进行充电时起保护作用。
　　15脚：启动脚，必须将该脚拉低超过100毫秒，并且电平下降沿不得超过2ms才可以使TC35模块进入工作状态。
　　16~23脚：串行异步数据收发接口，DSR，RING，RXD，TXD，CTS，RTS，DTR，DCD。
　　24~29脚：SIM卡引脚接口，CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC、CCGND。
　　30~32脚：控制脚，其中31脚为关机信号输入脚，32脚为工作状态指示脚。
　　33~40脚：语音接口。

　　3.4 供电电源模块
　　我们采用LM2576S电源芯片, LM2576是单片式集成电路，具有降压开关稳压电源的各种功能，具有优异的线性和负载调整能力。该芯片与一般的三端稳压芯片相比效率高很多，驱动大负载可以不用散热片或加一个小体积的散热器就可以满足散热需求。　　

　　3.5 MAX232串口电平转换芯片
　　MAX232芯片是标准串口单电源电平转换芯片。芯片电平符合RS-232技术标准，采用+5V单电源供电。片内自带电荷泵，具有升压和电压极性反转功能，可以产生+15V和-15V电压。片内集成了两个RS-232驱动器，只需要加上四个震荡电容就可以使芯片工作，外围电路简单，抗干扰能力强。　　

　　MAX232引脚说明：
　　1~6脚：接电容构成电荷泵电路。
　　7~17脚：构成两组数据通道，其中7~10脚属于第一通道，11~14脚属于第二通道。
　　15脚：电源GND端。
　　16脚：电源VCC端。

　　4、基本功能介绍
　　4.1 系统基本功能介绍和使用说明
　　该系统采用TC35模块作为远程控制指令传输的媒介，配合以STC15F2K61S2单片机作为控制核心，实现家电的远程控制、工作状态查询、防盗报警以及环境监测。可以用open或者shut指令控制相关电器的开关。用refer指令来查询电器的工作状态、安防模块的工作状态以及环境状况，如温度和湿度。开启人体模拟安防模块后，如果有人闯入设防区域时，也会发送入侵信息给事先设定的手机号码。火警模块始终处于工作模块，当有火灾隐患时，会发送报警信息给设定的手机号码。

　　4.1.1 家电的开启方式
　　用户用手机给TC35模块发送“openx”格式的指令，其中“x” 可以是数字0~8或者字母A~H，数字1~8和字母A~H分别代表16个不同的电器或者开关。
　　例如：需要打开蜂鸣器，发送“open1”指令给TC35模块，电器1将在TC35模块收到短信后，经过单片机分析指令正确性，然后将蜂鸣器打开，同时发送“opera successfully”信息给发送指令的号码，告知用户操作成功。

　　4.1.2 家电的关闭方式
　　用户用手机给TC35模块发送“shutx”格式的指令，其中“x” 可以是数字0~8或者字母A~H，数字1~8和字母A~H分别代表16个不同的电器或者开关。
　　例如：需要关闭电器1，发送“shut1”指令给TC35模块，蜂鸣器将在TC35模块收到短信后，经过单片机分析指令正确性，然后将蜂鸣器关闭，同时发送“shut1 successfully”信息给发送指令的号码，告知用户操作成功。

　　4.1.3 查询系统的工作状态
　　用户用手机给TC35模块发送“refer”格式的指令，TC35 GSM模块收到短信后，经过单片机分析指令正确性，然后将读取各个电器的工作状态以及环境的温湿度状态，并用如下格式发送：
　　"T:xx c H:xx % person: x"
　　“T:xx c”其中xx表示的是以摄氏度为单位的环境温度值。
　　“H:xx %”其中xx表示的是以百分比的湿度值。
　　“person: x”其中x代表光电感应安防模块的工作状态，x代表现在家中还残留的人数4.1.4模拟火警感应模块的工作方式
　　温度感应器DHT11必须时时刻刻对环境的温度进行检测，确保可以在第一时间发现任何险情。所以该模块不设置开关，自上电开始始终处于开启状态，如过检测到温度过高，立刻向事先设定好的手机号码发送火灾警报短信，短信内容为"warming!May be on fire!";。

　　作品特色

　　本系统以一般的住宅为基础平台，结合网络通信、信息家电、物联网等技术，将系统、结构、服务、管理集成为一体的智能、安全、便利、可靠的智能居住环境。将家庭家居设备转变为具有“智慧”的工具，能对家里的一切紧急情况发生感应，然后及时反馈给主人，极大的降低了家庭灾害的发生率。并且通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。我们通过手机作为控制器，实现了简单便利的操作。在生活节奏如此繁忙的今天，能有更多的时间投入到工作、学习、娱乐还有生活中。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2419