针对目前智能家居结构复杂，成本高昂等的缺点，利用开关电源和单片机设计了一种无线智能家居系统。它将控制指令由遥控器通过无线方式发进到上的无线模块，再由无线模块将指令解析给单片机，通过由单片机控制的开关电源来控制继电器的开和关，从而达到智能化控制家电电源开关的目的。

　　发送模块主要由HS1527(＄1056.0000)无线发码芯片、声表面滤波器、指示灯及滤波电路等组成，发送模块作为遥控器来操作，电路图如图2所示。当按下不同的按键K时，发码芯片就会通过天线发出不同的编码，编码经过天线发送到接收模块由接收模块将编码交由控制模块解析处理，发送模块供电电压12 V，由电池供电。

　　无线接收模块由两部分组成，供电部分由LNK304DN(＄0.5040)及外围电路组成，该电路可将220 V交流电压转换成直流5 V电压，分别给接收模块和控制模块的处理器供电，电路图如图3所示。

　　无线接收部分主要由解码芯片SYN500R、晶振和外围电路组成超外差接收模块，接收模块负责接收来自发送模块的编码，然后将编码交由处理器处理，处理器处理后通过放大器将信号放大，然后控制继电器的开和合，接收部分电路图如图4所示。

　　控制模块主要由处理器单片机、继电器和外围元件组成开关电源，con端接入交流照明电，AC-L和AC-N分别接入交流电火线和零线，OUT端连接负载，此系统可以控制多路负载，实验中该控制模块连接了一个继电器控制一路负载，控制模块电路图如图所示。

　　目前的智能家居无线远程控制技术还处于不断发展完善中，在实际应用中也遇到了一些问题。例如受当前无线网络信号的干扰、传送带宽方面和稳定性的限制，使得诸如高质量活动图像传输等一些更高层次的功能应用仍比较难以实现，但随着我国通信网络的逐步建成，这些制约都将会被突破，家居智能化以及无线远程控制技术将会得到更大的发展。

　　本文选自电子发烧友网2014年12月《智慧家庭特刊》“EE DESIGN(＄9.9900)”栏目更多关于智能家居设计技巧与精华请下载相关特刊。

　　科学技术发展迅速，借助飞速发展的网络和信息技术，人们可以足不出户地纵览全球。为了适应信息化的需求，科研机构将智能化的理念引入小区管理，并进一步引入家庭，从而产生了智能家居的概念。将手机通信和以太网通信技术引入智能家居的设计，恰好利用了现有的良好的通信条件，使在外的业主能及时了解家中的安全，提高业主的安全感，而且通过手机实时控制家电，提高了业主生活的舒适度。

　　串行端口电路：家电控制板采用串口与XSBase270实验箱进行通信，其采用了经典的兼容RS-232标准的MAX232

　　其中2脚RxD为接收引脚，3脚TxD为发送引脚，GND为信号地引脚。一般情况下普通串口只接这几个引脚；特殊的串口，如蓝牙串口除接上述的三个脚之外，还接了DSR引脚和CTS引脚，是因为蓝牙串口的数据流输出采用这两个脚的信号控制；而其他引脚是跟MODEM相关的。在智能家居系统中，家电控制板接普通串口，GSM模块接蓝牙串口。RS-232信号相对于信号地而言，在正负电平之间摆动。发送数据时，发送端输出的正电平在+5V到+15V之间，负电平在-5V和-15V之间。无数据传输时，线上为TTL电平。接收器典型的工作电平在+3V~+12V与-3V~-12V。由于发送电平和接收电平的差仅为2~3V左右，所以其共模抑制能力差，加上双绞线的分布电容，信号传输距离最大为15m，最高速率为20kb/s。MAX232(＄2.0686)包含2个驱动器、2个接收器和一个电压发生器电路，提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。

　　家用电器控制的接口电路如图2-7 所示，K1～K4 为继电器，分别控制四路家电的闭合和断开，Q1～Q4 为继电器线圈电流驱动，电路由单片机的P1口进行控制，DD1～DD4 发光二极管用于显示某路控制电路的工作情况，主要为了调试电路而设置。

　　烟雾、煤气泄漏、红外等这些传感器的报警信号通过光电耦合接入单片机的P2 口，如图2-8 所示，在传感器没有报警信号时，光电耦合芯片处于截止状态，与之相接的单片机端口为低电平；当传感器有报警，传感器输出高电平，此时光电耦合芯片导通，与之相接的单片机端口为高电平，由单片机对报警信号进行采集并做出相应处理。

　　如图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。

　　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：

　　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：

　　(＄3.7875)芯片，AT89C51(＄3.7875)是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8 位微处理器。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51(＄3.7875)是一种高效微，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51(＄3.7875)是一个低功耗高性能单片机，40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2 个外中断口，2 个16 位可编程定时计数器，2 个全双工串行通信口，AT89C51(＄3.7875)可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

　　此系统参考设计与现有解决方案之间有高度差异，这种设计不含电池，因此免去了电池更换、电池充电的麻烦，并且节省了与电池维护相关的成本。此解决方案还确保了不存在与安装相关的限制，只要存在普通室内照明即可。此外，也没有 ON/OFF 开关；整个负载连接和断开均由电源管理 IC 处理，因此确保了此解决方案具有自我管理能力。

　　经优化的太阳能电池 （Cymbet），适用于室内照明环境，通过可管理太阳能电池的高效直流/直流升压转换器/充电器，实现超低功耗，从低输入源实现持续能量收集：VIN 80mV（典型值），超低静态电流：电源管理 IC 的 Iq 小于330nA（典型值），而 BLE 芯片为 1uA，冷启动电压：VIN 330mV（典型值），可编程的动态最大功率点跟踪 （MPPT）。

　　以太网开发板。作为终端，采集房间内的温湿度、声音、光线等信号，并通过以太网发送出去。接收端可以为一样的终端，也可以是PC，甚至是一个简单的安卓APP。可以作为智能家居的学习开发板。STM32(＄20.3400)ENC28J60(＄2.3200)以太网开发板整个电路采用STM32(＄20.3400)F103RBT6（STM 32F103RBT6数据手册）作为主控制芯片，以太网芯片ENC28J60(＄2.3200)S和NRF24L01(＄1.4400)（NRF24L01(＄1.4400)数据手册）无线模块实现无线通讯。

　　功能模块包括：TM32开发板最小系统、电源模块、LCD1602液晶显示模块NRF24L01

　　以太网构成智能家居的数据传输网络，不仅可以避免重新布线的麻烦，同时可以提供可观的数据吞吐能力，并且可以平滑过渡与互联网相连接。依据以太网这些优点，提出一个基于STM32

　　无线监控报警系统主要由GSM短信模块、监控者手机和智能监控模块组。