基于STM32智能家居系統的設計與實(shí)現

　　智能家居(又稱(chēng)智能住宅)是以住宅為平臺，兼備建筑、網(wǎng)絡(luò )通信、信息家電、設備自動(dòng)化，集系統、結構、服務(wù)、管理為一體的安全、高效、舒適、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。利用綜合布線(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、智能家居一系統設計方案安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務(wù)的管理系統。對比普通家居系統，智能家居不僅滿(mǎn)足了人們對居住環(huán)境的基本要求，提供舒適安全且宜人的家庭生活空間。還能夠主動(dòng)提供全方位的信息服務(wù)，聯(lián)合外部資源，做出智能化響應。但這類(lèi)系統通常代價(jià)昂貴，控制方式單一，且易受到干擾。因此，在設計實(shí)現智能控制的同時(shí)，研制一個(gè)成本低、實(shí)用性強并能普及尋常百姓家的智能家居系統成為必然趨勢。

　　本設備可使使用者置身千里之外也能輕松地全方位掌握家中各方面的情況，很方便的遠程控制各類(lèi)家用電器設備，提高了家居的安全性、方便性、舒適性，實(shí)現了環(huán)境保護和節約能源，讓人們享受家居生活更輕松。

　　1系統整體結構

　　系統整體結構如圖1所示，主要由微控制器及多個(gè)子模塊組成，微控制器主要用于分析和處理用戶(hù)操作信息、傳感器信息、控制手機模塊的接收和發(fā)送，并按優(yōu)先級執行相應的任務(wù)。子模塊部分包括：門(mén)禁/安防、人機界面、CAN—BUS通信網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )、視頻監控模塊、語(yǔ)音識別、開(kāi)窗電動(dòng)機驅動(dòng)控制器、多路傳感器接口、開(kāi)關(guān)電源電路等。

　　圖1 系統組成框圖

　　系統主機通過(guò)一個(gè)運行OpenWRT的路由器連入Internet.設置好網(wǎng)絡(luò )端口，通過(guò)Internet訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，本系統提供一個(gè)用戶(hù)體驗良好的界面，用戶(hù)只需輸入域名登陸到運行在家中的服務(wù)器即可對家中的設備進(jìn)行遠程控制。

　　2智能家居系統硬件平臺

　　本智能家居系統主要由主控芯片和功能外設組成。主控芯片STM32F103RBT6是以ARM 32的Cortex—M3為內核的處理器，最高工作頻率可達72 MHz，內置大容量高速存儲器，輕易容納智能家居系統所需的空間;具備FSMC靈活的靜態(tài)存儲器控制器，用其來(lái)驅動(dòng)液晶屏極大地提高了刷新率;同時(shí)，它內嵌有支持CAN 2.0B的控制器，無(wú)需外擴專(zhuān)用芯片便可以組成CAN網(wǎng)絡(luò )。

　　LD3320是一款語(yǔ)音識別及合成芯片，集成了高精度A/D和D/A接口，不需要任何外接輔助芯片，如Flash閃存、RAM、解碼、功放芯片等，可以直接地實(shí)現語(yǔ)音識別/語(yǔ)音/交互式功能的語(yǔ)音識別功能。主控芯片通過(guò)四線(xiàn)SPI數字接口傳送適合的數據到該芯片對應的寄存器，設置好識別關(guān)鍵詞、識別時(shí)間長(cháng)度、麥克風(fēng)增益等后，語(yǔ)音識別功能便開(kāi)始運行了。當系統產(chǎn)生需要語(yǔ)音應答條件時(shí)，MCU可以把以mp3編碼的數據發(fā)送到該芯片，配置音量等參數后，隨即運行語(yǔ)音合成功能，片內自帶的功率放大器推動(dòng)揚聲器發(fā)聲。

　　nRF24L01是一款新型單片高度集成的射頻收發(fā)器件，工作于2.4～2.5 GHz ISM頻段之間。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器以及調制器等功能模塊，并融合了增強型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。其多種低功耗模式和40bit超長(cháng)器件地址保證了它通信的安全性，傳輸速率高的特點(diǎn)，適合應用在本系統。