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作者：乐山师范学院 兰一星 王峰
指导教师：张自友

　　产品简介

　　智能家居是以人们生活的住宅为平台，安装智能家居系统，利用安防系统、综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术把人们生活必需的家居用品集成，实现家居的智能化，使人们的生活更加舒适、方便快捷、节能和安全。构建高效的家居设施，提高人们的生活品质。当前智能家居系统价格昂贵，为实现智能家居系统的普遍化是未来的趋势，智能家居拥有很广泛的前景。
　　本系统主要由单片机最小系统模块、TC35GSM模块、指纹识别模块、其他传感器模块等构成，以我们自制的房屋为平台，将这些模块通过特定的方式集成在这个那个平台上，以实现家居系统的智能化。我们的系统主要采用德国西门子公司的GSM短信模块进行短信通信，以指纹传感器模块识别不同的人。对于屋内险情的判断我们使用了温度传感器采集温度信息;使用MQ-5气体传感器采集可燃气体浓度信息;采用红外传感器检测是否有人非法闯入室内。当有异常时，系统会通过特定方式通知屋主，而且不会收到时间和地域的限制。
　　功能简介：我们的产品是以我们自制的房间模型为平台，将智能家居系统安装在这个平台上，实现家居系统的智能化。根据主人所处的不同的模式将房屋安防状态置于不同的模式，并可通过手机信息远程监测房屋的信息并控制房间内的家电，当房间不安全时将将向屋主报警。在安防系统上增加了指纹识别传感器模块，识别屋主的指纹后开启大门，切换安防模式。我们的系统时间根据网络的时间来重新设置错误的时间。
　　使用说明：将我们的系统插上电源后，只需通过屋内简单的按键轻松地控制屋内的家电。当主人不在家时更可以通过发送汉字控制家居系统执行相关操作或者获得家居信息。

　　设计说明

　　1、设计原理：
　　1.1、GSM短信模块我们采用的的德国西门子公司集成的的TC35短信模块。通过短信的编码与解码实现人们与智能家居系统的简单的远程通信。单片机与模块的通信采用两根串行线进行串口数据的传输，我们只需要通过单片机发给模块特定的指令进行控制。　　

　　1.2、对于指纹识别部分我们使用的了集成好的指纹识别传感器模块，模块同样采用串口和单片机通信。模块是发送和接收特定的数据包，从数据包中提取我们有用的信息。我们先存储主人的指纹数据，当前指纹数据与主人数据比对，算出相似率，从而判定是否是家里的人。

　　1.3、对于家居安防信息的采集我们使用多个传感器进行检测。我们使用温度传感器检测室内温度值，单片机通过特定的方式读取温度值。我们使用MQ-5气体传感器器检测屋内的天然气的浓度，当浓度超过设定阀值时传感器输出引脚会输出低电平。我们使用红外光电传感器检测是否有人非法的进入了房间内，当有人闯入时传感器会输出一个低电平。
　　1.4、我们系统的时间是通过具有掉电存储的DS1302进行计时，当家居的时间与网络时间不一致时，我们通过短信信息重新设置家居系统的时间，使时间与网络时间一致。

　　2、总体方案设计
　　系统采用STC15F2K61S2单片机为主控核心，通过主人的按键设置智能家居系统在不同的工作模式，在不同的工作模式下，智能家居系统会通过不同的报警方式提示主人情况。家里的主人可以通过室内的按键设置不同的模式。主人也可以发送不同的短信查询和控制家里电器的工作状态，实现远程的家电控制。智能系统也会在屋内发生险情的时候通过不同的方式向主人发出警示信息。
　　2.1、系统总体框图

　　3、各模块的设计与实现
　　从最初进行硬件电路设计时我们就既定了系统的设计目标：可靠、节能、简洁，在整个系统设计过程中严格按照规范进行。可靠性是系统设计的第一要求，我们对电路设计仔细学习思考，使各个模块能够稳定协调的工作。

　　3.1、GSM短信通信
　　我们使用的GSM短息模块为已经完整的德国西门子的TC35。单片机与模块通信依赖于串口通信的方式，因此我们使用的是单片机的P3.0和P3.1两个端口。　　

　　3.2指纹识别
　　我们使用的指纹识别传感器模块进行指纹信息的采集工作，传感器模块与单片机的通信采用串口发送数据包的形式，我们使用的是单片机P3的6,7引脚。　　

　　3.3、信息采集
　　我们为了实现对屋内危险信息的掌控，使用了温度传感器、MQ5气体传感器、红外传感器和时钟芯片。通过这些传感器检测家庭中的异常信息，让屋主能够第一时间了解险情。使人们的生活更加的安全舒适。各模块电路图如图所示。　　

　　3.4、自动门锁的设计
　　我们为了实现自动开关门锁的控制，我们使用电机控制门锁的开关，我们使用ULN2003进行驱动。　　

　　3.5、提醒方式的设计
　　在本设计系统中，根据不同的情况，将通过不同的方式提醒屋主。当清晨的时候，系统通过轻柔的音乐叫醒屋主，并同时自动打开电灯。当屋主离家时，系统在发现屋内火灾、天然气泄漏等危险时，将会发短信通知屋主，直到屋主回应。

　　产品特色

　　一、先进性：
　　1、我们实现了智能家居系统综合控制，有完整的体系，能够智能的控制一切家电;
　　2、我们实现了手机GSM模块实时报警，通知屋主。屋主也可以通过发短信给系统，远程控制屋内的一切家电和查询电器使用状态;
　　3、我们实现了指纹信息的识别，做了指纹密码锁，当指纹通过将自动开门。

　　二、实用性：
　　1、我们的智能家居系统具有使用简单、价格低廉、安装方便和低功耗的特点;
　　2、我们仅仅只需要一个手机就可以远程控制一切家电;
　　3、指纹识别增加了室内的安全性，更加减少了人们开门的烦恼;
　　4、在家模式下，室内通过语音报警提醒危险情况，离家模式下，系统将发短信提醒屋主。

　　三、创新性：
　　1、我们利用手机短信的形式来控制家用电器;
　　2、利用指纹识别来开启和关闭大门，当指纹错误时自动提醒屋主;
　　3、利用各个传感器对房间的危险信息进行判断，当有危险情况时，会通过特定的方式向主人报警。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2530