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【摘 要 】本系统是基于WIFI网络而开发的一款现代智能家居系统,并试制产品,应用于永川观南城居民小区,以实现对家居意外事故、恶意侵害等进行监控摄像、智能排险、实时报警等功能.智能家居舒适、安全、便捷的智能家居生活空间,优化了人们的生活方式,从而给用户带来了全新、舒适的家居生活.
【关 键 词 】WIFI；智能家居；家庭网关
1.前言
随着城市化的加快,城市人口的迅速膨胀一系列不和谐因素应运而生一个个居室犯罪的案例使得我们愈来愈强烈的感受到自己的生命和财产安全受到极大的威胁为此,我们迫切需要采用有效的技术方案以满足日益增长的安全防范要求.现在是面上的系统花样很多,但大都为有线装置,布线繁琐,可移动性差且维修和运行成本都比较高,像这种传统智能家居已远远不能满足现代用户需求.于是无线智能模式便成了现代智能家居发展的必然选择,利用Inter网与无线路由器进行数据传输,实现远程监控.在无线WIFI技术的基础之上从分挖掘嵌入式智能终端Inter网络优势,把三者紧密结合起来,必然是家居变得更加自动化、智能化和人性化,将智能家居推向一个飞速发展的舞台.
2.智能家居系统工作原理
本品是以AT89S51为主控芯片,WIFI无线接收发器为通讯的一个智能家居的控制系统还分几个模块.要是各个模块协调起来,就必须要有个兼容性非常强的家居处理平台,接收并处理控制设施发出的信息,然后传送信号给予控制家电或者其他家居的子模块.这个处理平台可形象的理解为一个信息中心.图1为系统结构框图.
3.硬件设计
（1）电源模块设计
采用了TOPSwitch器件是一种新型单片开关电源芯片,它除了一般的PWM控制功能外,还集成了自动重启功能,过流、过热保护.开关电源因具有重量轻、体积小、效率高、稳压范围宽等.图2所示为电源模块.
（2）单片机主控芯片
AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,AT89S51具有如下特点：40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）,32个外部双向输入/输出（I/O）口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗（WDT）电路,片内时钟振荡器.
4.软件设计
WIFI控制器流程图：WIFI手持整个系统地核心,我们在已有的手持硬件中嵌入自己的操作流程和显示界面.作为命令的发出源,必须不断地扫描按键接口,一旦有按键,则执行相应规定命令或发送特定数据.然后等待一段时间,接收数据或反馈数据,在LCD界面显示相应的标志或数据.图3所示为LCD显示流程图.
5.作品测试
我们通过以上硬件部分和软件部分,焊接出了各个电路板和编写出了我们程序的整体框架.接下来就是我们已经调试成功的部分.
（1）液晶测试
a.测试方法：通过程序直接输出字符数据在液晶上显示.在系统初始化后,液晶会显示“Po Xiao、PWM、s：、RX：”等字符数据.
b.测试结果：能成功显示字符数据.
（2）串口测试
a.测试方法：通过串口RS232反复试验我们最终选择最稳定的波特率值9600.在串口接收到控制指令后会同时显视在1602液晶上.
b.测试结果：能成功显示发送指令.
6.结束语
（1）WIFI网络的工作原理
WIFI网络是由AP（Access Point）和无线网卡组成的无线网络.AP一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由,而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备.
优点：传输速率快（目前广泛使用802.11b协议可达11Mbps；802.11g可达54Mbps；而设计中的802.11g协议承诺将可最高达到600Mbps）；在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可自动调整.
缺点：覆盖范围狭小（最多几百多米）；通信质量不大好；数据安全性差；快速移动漫游情况下的连接不稳定.
（2）作品亮点
本系统一改传统智能家居设计模式,以无线WIFI智能控制为基础使设计不再有繁琐的布线,具有了更好的可扩展性和移动性,进而可更好的使服务由一户扩展到一栋楼、一个小区、甚至更大的空间.本系统把无线WIFI技术、嵌入式智能终端和Inter网络有机的连接起来,真正实现家居控制自动化、智能化和人性化.