智能家居精华设计方案参考集锦（一）

的红外发射二极管有黑色，透明色，它与普通发光二极管的最大区别在于所发出的光为不可见光，而普通发光二极管发出的是各种颜色的可见光[5]，通常，红外发光二极管分为两种结构形式：一种是遥控发射型红外发光二极管(即最常用的手持遥控器所用的红外发射二极管);一种是近距离发射型红外发光二极管，这种二极管把红外光的发射与接收共集为一体。由于本设计实现的是家居遥控，因此采用第一种即可。

　　如图4 所示为系统遥控发射原理图，P1.0 口为按键输入口;P2.0 口为红外发射端口，用于输出38kHz 载波编码，脉冲经9013(NPN)放大然后由红外发射管输出;第9 脚为单片机的复位脚，采用RC 手动复位电路;18、19 脚接晶振。

　　图4红外发射电路图

　　2.3 红外接收电路模块

　　1). 红外接收器件介绍。

　　一般的红外接收头主要由集成电路外加阻容元件，红外线接收管及滤波光片等组成，电路设计相对繁琐，在实际应用中不方便。而红外遥控接收头SM0038 集红外接收管，前置放大解调等于一体，无外部电路，体积小，密封性好，灵敏度高，应用简单，用小功率红外发射管发射信号接收距离达35 米，并且价格低廉。它仅有三条管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在5V 左右，接收频率为38kHz,它的主要功能包括放大，选频，解调几大部分，要求输入信号需是已经被调制的信号。从而使电路达到最简化，灵敏度和抗干扰性都非常好，是一个接收红外信号的理想装置。如图5 所示：

　　图 5 SM0038

　　2). 接收电路及调光电路设计。

　　接收电路和调光电路的实现均是通过继电器实现的，给每一个继电器串联一个电阻，构成一个回路，本电路将四个继电器回路并联，连接在P0 口上，当四个继电器均闭合时，灯最亮，当三个继电器工作时，灯较亮，当两个继电器工作时灯次亮，当一个继电器工作时，灯最暗，当四个继电器都不工作时，灯泡处于关闭状态。接收电路图如图6 所示：

　　图 6 接收电路图

　　3 系统软件设计

　　本系统所用的红外线接收器SM0038 的解调中心频率为38KHz,故发射频率也采用38kHz,本电路采用一路按键，一种编码方式实现对家居灯的控制，接收端根据接收到的不同编码个数实现灯的不同亮度的调节控制。每一次P1.0 口为低电平时，则确定键被按下，由P2.0 口发射一个编码。接收端接收编码时进行判断，首个低电平是否大于2ms，如果是，再判断是否是正确的编码，如果是，num加1，亮度调暗一档。

　　3.1、遥控发射程序控制流程图

　　图 7 发射程序流程图

　　初始化程序后，开定时器产生38kHz 脉冲，再判断有无按键按下，当有按键按下时，根据定时器设定的时间发一帧脉冲，首先发3ms 高电平，再发1ms 低电平，1ms 高电平，接着停发10ms。

　　3.2. 遥控接收程序控制流程图

　　图8 接收部分调光程序流程图

　　接收端采用查询方式接收，当查询到P1.0 口为低电平时，累加器工作，通过累加器中变量个数判断控制灯的亮度及开关。当num为0 时，灯最亮，加1则调暗一个档次，当num等于4 时，继电器全部断开，灯灭。

　　4 结论

　　为了减少电路的繁琐，我使用单片机来实现软件编码解码，大大提高了电路的灵活性，降低了成本，仅仅使用一个键就能实现对一个灯具的开关和亮度调节，若是把一个按键开关改设成一个矩阵键盘，就可以实现对整个家里的灯具的开关和亮度控制，实用性很强。

二、基于ZigBee的智能家居系统设计

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、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务的管理系统，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。基于智能家居的最新定义，参考ZigBee技术的特点，设计出的本系统，在包含了智能家居必备系统(智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统)的基础上，加入了家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统和家庭环境控制系统。在智能家居的认定上，只有完整地安装了所有的必备系统，并且至少选装了一种及以上的可选系统的家居系统才能称为智能家居。因此，本系统可以称为是智能家居。

1 系统设计方案
    该系统设计由家庭内被控制设备和远程控制设备组成。其中家庭内被控制设备主要有能访问Internet的计算机、控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器。远程控制设备主要由远程计算机和手机组成。系统组成如图1所示。

    系统的主要功能有：1)网页前台页面的浏览，后台信息管理；2)通过Internet和手机两种远程控制方式实现室内家用电器、安防和灯光的开关控制；3)通过RFID模块实现用户识别，从而完成室内安防状态的开关，在盗贼入侵时通过短信息(SMS)向用户报警；4)通过中央控制管理系统软件完成室内灯光及家电的本地控制和状态显示；5)利用数据库完成个人信息存储和室内设备状态存储，通过中央控制管理系统方便用户查询室内设备状态。