基于MSP430的智能家居系統

0 引言
隨著(zhù)數字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的高速發(fā)展，以及人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們的工作、生活與通訊、信息的關(guān)系日益緊密，可以說(shuō)信息化社會(huì )正在逐步改變人們的生活方式與工作習慣，同時(shí)也對傳統的住宅提出了挑戰，智能家居便應運而生了。
智能家居在保持了傳統居住功能的基礎上，擺脫了被動(dòng)模式，成為具有能動(dòng)性智能化的現代工具。它不僅提供了全方位的信息交換功能，還優(yōu)化了人們的生活方式和居住環(huán)境，幫助人們有效地安排時(shí)間、節約各種能源，實(shí)現了家電(如空調、熱水器等)控制、照明控制、室內外遙控、窗簾自控、定時(shí)控制等。

1 系統構成
本文以MSP430微處理器為核心，把無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )平臺應用到智能家居上，實(shí)現了智能家居的無(wú)線(xiàn)控制和智能控制?；跓o(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )平臺的智能家居將家居生活有關(guān)的各個(gè)子系統如安防、燈光控制、太陽(yáng)能熱水器控制、窗簾控制、煤氣檢測及控制、室內溫度濕度檢測等有機地結合起來(lái)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現智能控制和管理，能很好地實(shí)現“以人為本”的全新家居生活體驗。圖1系統組成框圖。

本系統采用MSP430系列單片機為核心控制單元，用CC1100無(wú)線(xiàn)模塊搭建無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )平臺。由兩部分構成：第一個(gè)部分主控芯片外圍電路的設計--主要包括電源模塊、液晶顯示、鍵盤(pán)操作等；第二部分無(wú)線(xiàn)節點(diǎn)外圍模塊的設計--主要包括太陽(yáng)能熱水器水溫水量的測量及自動(dòng)給水裝置、室內空氣質(zhì)量的檢測、各房間溫度濕度的檢測、報警裝置等。
1．1 電源管理模塊
該模塊的電源需求有5V和3．3V兩種，其中無(wú)線(xiàn)模塊要求3．3V供電，我們本著(zhù)低功耗的原則，5V穩壓和3．3V穩壓都采用了低壓差的開(kāi)關(guān)穩壓管LM1117和LM1085，芯片產(chǎn)熱少功能穩定；液晶顯示采用12864，能清晰地顯示漢字、數字、字母、符號等，12864液晶內建GB碼簡(jiǎn)體中文字型庫，顯示清晰，使用方便。
1．2 安防系統設計
智能安防系統可以監測人或動(dòng)物的意外侵入、室內的空氣質(zhì)量等。選用熱釋電紅外傳感器(人體紅外感應模塊)監測人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線(xiàn)，該模塊采用紅外專(zhuān)用芯片BISS0001設計人體傳感模塊，它最大的優(yōu)點(diǎn)是性能穩定可靠。模塊線(xiàn)路板尺寸33×28mm，透鏡直徑約25mm，模塊厚度20mm，體積更小，更容易嵌入其他設備。模塊采用低功耗穩壓器件7133A-1，可以保證在很寬的輸入電壓下穩定提供3．3V的工作電壓，確保模塊正常工作。圖2人體傳感模塊。

半導體空氣傳感器檢測窄氣中低濃度污染物的異味，如空氣中的低濃度香煙污染物和其它異味，對H2、CO等有較高的敏感度。選用日本FIGARO公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的TGS2600，傳感器測量電路如圖3所示。此傳感器要求有兩個(gè)電壓輸入：加熱器電壓VH和電路電壓VC。加熱器電壓VH加于集成加熱器上以保持傳感器在一個(gè)特定的最佳感應溫度。電路電壓VC被加載以便于測量與氣敏元件串聯(lián)的負載電阻電壓Vout。此傳感器有極性，所以電路電壓VC必須是直流?？梢杂靡粋€(gè)公共的電源來(lái)同時(shí)供給VH和VC以滿(mǎn)足傳感器的電氣需求。合理選擇負載電阻RL使報警門(mén)限電壓最優(yōu)化，并使半導體傳感器功耗小于15mW。當目標體存在時(shí)，傳感器功耗在RS與RL相等時(shí)最大。