基于STM32单片机的智能家居控制系统设计与实现

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摘 要 本文设计了一套基于stm32单片机的智能家居控制系统，该系统结合Wifi无线通信技术、传感器技术、RF射频技术、IR红外技术等，实现对家居中家电开关、窗户窗帘的关闭、门禁信息等进行本地和远程无线智能控制。

关键词 STM32；智能家居；Wifi

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0014-02

随着通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，家庭实现了生活现代化、环境舒适化、居住安全化，对家居的智能化要求越来越高。智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居——系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事物的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居不仅能给用户提供安全、健康和舒适的生活环境，而且用户能够远程监控自己的家居状态和控制家庭电器设备。

1 智能家居控制系统总体设计

本控制系统通过上位机手机（或个人电脑），通过Wifi访问STM32单片机，实现环境监控、照明电路、家庭电器、窗户、窗帘、门禁系统的智能控制。它们由统一的智能平台将各个独立的子系统连接成一个能够有相互信息交换，并加以控制的网络。环境监控系统包括各种报警探测器的讯息采集，如煤气探测、火警探测以及室内温度的监测，用户可通过手机实时了解；家电控制子系统可实现对灯具、窗帘等家用电器进行远程控制、定时控制；GPRS远程监控系统可实现主人与家居系统的“沟通”，并将系统检测到的室内相关情况实时的发送给主人，同时主人也可以本地显示控制，并可以通过该子系统向智能家居系统发送相应的指令。

2.1 12 V电机驱动的电动窗户、电动窗帘模块

该模块使用TI公司的TSL230B来测量环境周围的光线强度，不需外接元件即可完成高分辨率的光硅光电照度/频率转换。可将一定光谱的光转换成电流，再由电流/频率转换器转换成相应的脉冲频率。通过采集到的传感器数据，再根据季节的不同，半天和黑夜光照强度的不同，从而自动调节窗帘的打开面积，模块控制流程设置如图2所示。

2.2 红外遥控模块

该模块包含红外风扇、空调、电视模块。利用1838通用一体化红外接收头接收学习红外信，然后由控制器软件解码，除去编码协议NEC Protocol的PWM（脉冲宽度调制）或PhilipsRC-5 Protocol的PPM（脉冲位置调制），红外信号贮存的按键信息。用户在上位机进行操作后，上位机发送指令下位机，下位机再通过重新编码由红外发射头输出。用户无需参与调节，但根据界面可以进行相关设置。

2.3 市电220 V电器控制模块

本模块包含钨丝电灯、电冰箱等常用电器。使用的是CS5211与CS5212配对使用的遥控编码专用电路。采用RF射频发射方式，通过STM32单片主机输出信号控制CS5211输出无线编码信号。插座端接有CS5212，接收到对应指令后，将触发继电器开关插座电路，从而实现对电灯等电器的控制。

2.4 门禁系统ID卡模块

利用串口接收来自门禁系统的信息，该信息包括ID卡的卡号，归属人的信息。上位机接收到来自门禁系统的指令后，对信息进行判断，然后上位机发送指令下位机，对房间电子门进行开关控制。

2.5 自动浇花模块

自动浇花系统由stm32控制，stm32读取土壤湿度传感器的模拟输出口并通过AD转换，计算出相应的湿度，当土壤湿度过低时发出警报或者通过电磁阀控制自动浇水，当湿度到达一定时，自动停止浇水。同时也可以通过串口或按键控制浇水。

3 智能家居控制系统实现

3.1 智能家居控制系统软件设计与实现

整个控制系统根据功能可以分为智能控制中心和遥控部分。控制信号通过手机发送到控制单片机STM32，单片机接受信号将信号进行分析处理发出控制命令到各个开关并接受反馈信号将信息显示在显示屏上（如图3）。控制中心由STM32F 103VCT6微控制器、无线接受模块、开关、传感器等组成，是整个系统的核心。远程控制采用Android操作系统智能手机，实

3.2 智能家居控制系统实现

根据系统设计整合一套微型智能家居系统（如图4），模拟家居环境配置门禁、窗户、窗帘、家电、浇花等，并模拟智能家居的温度湿度环境进行分析控制。

4 结束语

本文提出的基于STM32单片机以的智能家居系统的设计方案，主要特点在于功能实用、操作简单、价格低廉、易于安装。并根据方案完成了智能家居系统的硬件平台和软件设计，并配合器件组成一个完整的智能家居系统。

基金项目

2012广东省大学生创新创业训练计划项目、广州市属高校科研计划项目（2012A025）

参考文献

[1]张逢雪，等.基于STM32单片机的无线智能家居控制系统[J].行业应用与交流，2011（8）.

[2]南忠良，孙国新.基于Zigbee技术的智能家居系统设计[J].电子设计工程，2010（7）.

[3]王超，等.基于Zigbee的智能家居控制系统的设计[J].长江大学学报，2011（10）.

作者简介

韩晓英（1976-），女，实验室，硕士，主要从事电子信息、智能家居、单片机控制工作。