藍牙无线组网的GSM智能家居控制模块设计.docVIP

第12卷第15期2012年5月 1671— 1815(2012)15—3754—05 科学技术与工程 Science Technology and Engineering Vo1．12 No．15 May 2012 ⑥ 2012 Sci．Tech．Engrg． 通信技术 蓝牙无线组网的GSM 智能家居 控制模块设计 何信东 (三水区工业中等专业学校(三水区技工学校)，佛山528100) 摘要介绍了智能家居控制模块的硬件系统控制原理，以及相关的软件程序。在该系统中，以LPC1768为中央处理单元， 结合蓝牙通信模块组网实现对整个家居系统控制。配合LCD显示控制和GSM移动通信模块，实现家居系统的现场及远程控 制。通过对系统进行调试，结果表明能够实现任意手机终端远程GSM通信，在各个蓝牙模块协作下，实现了远程控制智能 家居。 关键词物联网 智能家居 蓝牙技术 GSM模块 中图法分类号TN914．34； 文献标志码A 物联网的发展在现代家居中越来越智能化。 所谓智能家居 是指利用微处理电子技术来集成 或控制家中的电子电器产品或系统，例如照明灯、 咖啡炉、电脑设备、保全系统、暖气及冷气系统、照 明系统、视讯及音响系统等。但在智能家居中，开 发的产品主要使用有线连接。如果在智能家居中 使用无线接口，可以快速在现有家居中安装和投入 使用，同时也方便维护和容易进入到普通家庭用户 中。根据目前市场上的多种无线传输的技术方案， 蓝牙技术日趋成熟，拥有良好的性价比和众多可供 选择的解决方案，非常适合智能家居系统中的要 求。本文所选主芯片LPC1768拥有丰富的片上外 设，完全满足于现代智能家居的需要。从成本和性 能上考虑，加上LCD显示、键盘和无线蓝牙模块的 设计比较适合于快速、低成本智能家居安装和使用。 1 总体设计 如图1所示，智能家居控制系统是以LPC1768 2012年2月22日收到，3月12日修改 作者简介：何信东(1980～)，男，助理讲师，研究方向：单片机，光机 电一体化。E—mail：147587573@qq．corn。 微处理器为中心，这样，蓝牙无线模块采集的家庭 信息经过处理后便通过蓝牙传输到微处理器芯 LPC1768上，处理数据后将家居环境信息直接输出 到LCD显示。同时，该智能家居控制系统带有GSM 无线通讯模块，用户可以通过远程手机终端查询家 居信息和控制家电等终端，异常的情况下能将信息 发送到预先设置号码的手机卡上，能实现用户对于 家居系统实现远程的检测与控制 。 图1 总体设计图 家居各个功能模块主要有嵌入蓝牙模块与主 芯片LPC1768的蓝牙模块通信，各个模块可以大致 设置为以下几个方面： 1)家庭温、湿度、煤气监控。LPC 1768定时通 过蓝牙模块检测室内温度与湿度、煤气，通过设定 阈值予以比较，以控制空调、暖气、加湿器、通风的 开关，当超过阈值后通过GSM模块给用户发送警告 15期 何信东：蓝牙无线组网的GSM智能家居控制模块设计 信息，同时，用户也可以通过手机向中央控制器发 送短信，查询和控制实时环境参数。 2)安防与窗帘等自动化系统。在门禁和窗户 安装安防系统和窗帘控制系统，当发生警报时候通 过GSM模块发警报信息到用户手机终端，同时可以 通过手机控制窗帘开关。 3)智能化家电。其主要功能是检测电器的运 行状态，首先通过电器所在的蓝牙模块与LPC1768 控制中心的蓝牙模块交互通信，再通过GSM通信模 块与用户手机进行信息交互，接收中心控制器的蓝 牙控制信号，以实现对家用电器的无线启、停控制。 2 硬件设计 2．1 CPU简介 LPC1700系列Coaex-M3微控制器用于处理 要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。它可提供 系统增强型特性，例如，现代化调试特性和支持更 高级别的块集成。LPC1700系列Cortex-M3微控 制器的操作频率可达100 MHz。ARM Cortex-M3 CPU具有3级流水线和哈佛结构。LPC1700系列 Codex-M3微控制器的外设组件包含高达512 KB 的Flash存储器、64KB的数据存储器、4个UART、2 个SSP控制器、SPI接LI、3个12C接口、2输人和2 输出的12S接口、电机控制PWM、4个通用定时器等 多达70个的通用I／O管脚 J。 2．2 LCD显示模块 LCD与LPC1768的接口如图2所示。带中文 字库的128)(64是一种具有4位／8位并行、2线或3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简 体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨 率为128 X 64，内置8 192个16×16点汉字，和128 个16×8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口 方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机 交互图形界面。LCD采用了串行接口电路