第1章 绪 论
1.1课题研究的目的和意义
2l世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器进行远程控制；随着社会经济水平的发展，现在人们的生活追求个性化、自动化，追求快节奏，追求充满乐趣的生活方式，家装要求的档次越来越高，生活家居人性化、智能化的要求使智能控制技术在智能家居电子产品中得到了广泛应用，它不仅优化了人们的生活方式和居住环境，而且方便人们有效地安排时间和节约各种能源，实现了家电和防盗报警，定时控制及电话远程控制等。使人们将来足不出户就能体验和享受到身临大自然的美好境地。同时加大了处理紧急情况的力度、增强了住户无人在家时的安全感，使人们能够全身心地投入工作，从而提高生活质量。建设智能化住宅具有时代的前瞻性，顺应了当今信息社会潮流，对进一步提高居民水平和生活质量具有非常重要的意义。 现代社会，商品经济竞争日益激烈，工作节奏不断加快。对于全身心投入竞争的人们，家务工作方面必然力不从心，家务管理因此就显得尤为重要。智能家居控制器可以提供智能控制方案，使家庭主人在处理家务方面，即快捷又省力。还提供舒适健康的环境，可以监视室内的温度、湿度，进而控制空调机的运行，达到人工模拟大自然的气息。使人们将来足不出户就能体验和享受到身临大自然的美好境地。加大了处理紧急情况的力度、增强了住户无人在家时的安全感，使人们能够全身心地投入工作，从而提高生活质量。一切发明和创造都是为了安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力，它对于改善现代人类的生活 质量，创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义。
1.2课题研究现状
智能家居是指利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性、舒适性，甚至合理控制各种能源的使用。
不同国家，先后提出智能家居的方案不同。如早期新加坡的模式的家庭智能化
系统包括三表抄送、安防报警、可视对讲、监控、家电控制、有线电视接入、智能布线箱、宽带网络接入等。而现在今天的智能家居控制系统将拥有更加丰富的内容，系统配置也越来越复杂，智能家居包括网络接入、防盗报警系统、消防报警系统、电视对讲、远程报警、紧急求助、室内电器自控管理、网上购物、视频点播、网上教育等等。 1.3国内发展现状及发展趋势
智能住宅的概念起源于美国，美国的智能住宅发展是最猛的。继美国之后，欧洲、日本、新加坡等国家住宅智能化也得到了飞速发展。例如欧洲一个叫INTEGER的组织于1998年建造了一座智能建筑，它包括环保、节能、智能控制等许多特色。德国费劳恩霍夫研究会与11家公司联手合作，建成世界首座样板智能住宅，其内部完全实现了电子化和网络化。在我国智能住宅这一概念推广较晚，但其发展的速度也很快，全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅小区。所谓的智能住宅是将家中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置，通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过家居服务器来实现的，家居服务器具有家庭总线系统，通过家庭总线系统提供各种服务功雒，并能和住宅以外部世界相连接。所以说家居服务器是智能住宅的核心，在智能住宅中的重要地位。
人们对智能小区的热情空前高涨，一时问全国上下许多大中城市的房地产商都将自己开发兴建的住宅小区标以“智能小区”，甚至提出“A”型智能小区“5A型智能小区”等，智能小区成了房地产商开发销售的热点和卖点。但由于智能化小区缺乏统一的技术标准，智能化相关产品不成熟，房地产开发商贪大求全，盲目追求智能化以及专业知识欠缺导致的鉴别能力不足等原因，造成部分建成的小区智能化系统运行不正常，系统性价比低下，所使用的系统与设备不符合标准化及开放性的要求。
为此，建设部住宅产业化促进中心先后颁布了《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》等对智能小区的建设加以指导，上海市智能建筑试点工作领导小组也适时颁发了《上海市智能住宅小区功能配置大纲》，并在2002年修订版中551条提出“通过智能家庭控制主机，实现对家庭内部部分供电回路、照明、空调等的统一开关控制和调节”，提出了智能家居的雏形。
国内对智能家居控制器的定义不同，单一的开关控制、单一的安防报警都认为是智能家居控制器。目前也有功能复杂的智能家居控制器产品，操作麻烦。近几年，房地产市场在高速发展之后逐步趋于理性，房地产开发商对智能化有了比较
深入的理解，智能化相关技术及产品逐步成熟，从而大大促进了智能化行业的发展，小区智能化行业正逐步向着理性与务实的方向发展，部分高端房产项目开 始引入智能家居概念。
1999年底建设部住宅产业中心颁布了《全国智能化住宅小区系统示范工程建设要点与技术导则》(试行稿)，导则规范了智能化住宅小区建设中的目标与原则，拟自2000年起，用五年左右的时间，组织实施全国智能化住宅小区系统示范工程， 以此带动和促进我国智能化住宅小区建设。其总体目标是：通过采用现代信息传输技术、网络技术和信息集成技术，进行精密设计，优化集成，精心建设和工程示范提高住宅高、新技术的含量和居住环境水平，以适应21世纪现代居住生活的需要。
人类己进入2l世纪，在高度物质文明的今天，追求环境绿色化、生活信息化 已开成时尚，安全、舒适、方便、现代成为2l世纪居家生活的象征。日益更新的 现代科技的力量，打破了传统的时空界线，借助计算机网络和层出不穷的信息技术，改变了人类的生产、生活方式，科技正以超乎想象的速度更深刻地影响到人类的思维模式和生存状态。智能住宅是我国住宅技术创新的必然趋势。20世纪80年代，信息技术飞速发展，特别是计算机互联网(INTERNET)技术、计算机集成制造技术(CIMS)更是发展惊人，人类从此开始进入知识经济时代。从智能建筑的发展进程看，它经历了单一专用系统、多功能系统、部分集成系统、一体化、《布线系统工程设计规范》GB／T5031l--2000及《建筑与建筑群综合布线系统工程验 收规范》GB／T50312--2000，F半年，由建设部负责编制的《智能建筑设计标准》 GB／T50314～2000，结束了多年来智能建筑设计处于无章可循，无标准可依的情况，这无疑为我国智能建筑健康有序地发展奠定了基础。在2000年8月建设部颁发了《建筑物防雷设计规范》G850057--94的局部修改条文，重点就是解决在建筑中大量电子产品的防雷和防止浪涌对设备的破坏问题。这为智能建筑各种电子设备的安全提出了安全的措施。2001年底，建设部住宅产业中心又在着手修改《全国智能化住宅小区系统示范工程建设要点与技术导则》已面世。法规性文件的制定与修订，为智能建筑及智能化住宅小区的建设和发展给出了依据和保障，随着技术的进步，许多新技术将应用到其中来。到2010年我国超过7096家庭将有Internet入网设备，有50％以上会有多台设备，从而产生共享访问Internet的需求。建设部要求“到2010年，大中城市中60％的住宅要实现智能化。建设部科技委许溶烈主任，十分精辟的描述了我国近三十年来在家庭住宅方面的产业发展过程：“七十年代是解决有无的问题；八十年代是解决大小的问题；九十年代是追求环境优美；2l世纪是智能化的时代”。
总之，建设智能化住宅具有时代的前瞻性，顺应了当今信息社会的潮流，对进一步提高居民水平和生活质量具有非常重要的意义。可见，智能化住宅具有非常广阔的发展前景。作为智能住宅的核心系统——智能家居控制器，它的设计功能完善将推动住宅的发展。系统功能的集成化、客户使用的傻瓜化和市场的平民化将是未来智能家居控制器发展的趋势。系统的发展方向是绿色化。智能家居控制器的最终目标是囊括家务杂事。
第2章 系统的总体方案
2.1系统的总体方案
家居智能的基本目标是，将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。智能家居控制系统的开发设计方案是参照国内外相关技术的发展状况，根据我国住宅的实际情况以主人们的需要来确定的。本课题研究的智能家居控制系统主要实现基于电话网络的远程控制和本地集中控制的功能。远程控制功能的实现：是基于现有的电话网络，根据用户的指令来控制家电设备，接收报警信号并向用户报告。使人们身在外地就可了解家中的各种状态。本地集中控制功能主要包括家电的近距离控制、三表数据(主要是电能表)的采集、存储及显示并为向上位机传送数据作准备、本地报警等。其主要电路是通过家电控制模块、数据采集模块和报警模块来完成。智能家居控制器的目的就是改善现代人类的生活质量，创造舒适、安全、便利的生活空间。便利性来源于两个方面，它既包括具备远程控制的功能，也包括在家庭内部对于各单元的集中管理功能。集中管理的概念在于可以在家中的某一位置实现对于任意位置的设备的控制和参数设定，例如可以在客厅看电视的同时打开的热水器，打开微波炉，同时让洗衣机开始工作。集中控制功能免去了完成这些工作所需的四处走，满足了人们舒适、便利的生活需要。 本设计方按整体系统由手机、GSM模块(TC35)、C8051F020单片机以及各种接口电路组成。安防报警系统由单片机和各种接口电路、传感器单元电路，电路组成；家电控制系统由单片机及相应接口电路组成，实现对部分家电进行具体控制。报警模块主要对住宅中的安全状态进行采集并提供报警信息，可以探测非法侵入、火灾发生等，例如门磁报警器、烟雾探测器等，用户可以根据需要进行配置。单片机系统接收并处理报警信号，然后将预先设置的用户的电话号码通过GSM模块系统自动发出报警信息，将报警信息传递给用户。
2.2系统的功能及总体框图
整个系统分为两种工作状态：安防报警状态，普通工作状态。安防状态采用不间断查询，一旦有警情发生触发信号，系统立即进入安防报警阶段，并自动执行相关处理。 系统要实现远程控制、报警、智能通讯等功能，需要主控CPU统筹协调工作。系统初始化，检测各种控制信号标志位，若检测到家电接口电路相应信号时便对家电执行相应操作；若检测到有报警信号，则启动报警电路，通过单片机系统执行相应操作。图1为智能家居控制系统的总体结构。
（1）当发生警情时，报警模块发出报警信号。若无人在家，GSM模块系统接收到相应探测器发出的信号后，系统自动编辑相应报警信号给用户，以短信息的形式报告警情以便用户及时采取相应措施。
（2）家电控制模块主要完成对家电设备进行集中控制，本设计以空调，电饭煲为控制对象。用户可以通过电话以短信息的形式通过单片机系统向GSM模块发送相应信息通指令从而实现对家电的控制。
手机空调GSM单片机系统家电接口电路电饭煲报警接口电路热释红外开关烟雾探测器门磁开关
第1章 绪 论
