基于单片机的智能家居系统设计

　　1 引言

　　随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对居住环境方便快捷的要求越来越高，智能家居系统应运而生。智能家居是现代电子技术、通讯技术及自动化技术相结合的产物。它能够实现对家电设备的自动控制和管理、对家庭的安全进行监测报警，能够为用户提供安全舒适、高效便利的生活环境。本文结合语音识别技术，利用SPCE061A 丰富的语音处理功能，在已有的电力线和电话线的基础上， 设计了一套智能家居系统， 该系统结构简单、功能完善并且具有较高的性价比。

　　2 系统架构

　　系统主要由主控制器、分控制器(89C51)、电话接口和电力线载波通信等几部分组成。本系统使用了大量的硬件电路来完成部分功能模块，其目的就是充分利用硬件电路的可靠性和稳定性以使系统达到较高的性能。系统的总体结构如下图1所示。

　　本系统主要完成远程控制家用电器和自动报警两个功能， 下面我们简要介绍一下系统的工作过程：

　　当用户通过远方任何一部电话拨打家中的电话时，系统检测到电话线上出现的振铃信号并开始计数。如果五次振铃无人接听， 主控制器则发出摘机信号， 实现模拟摘机，并播放语音提示。用户根据语音提示输入密码，DTMF 电路将接收到的DTMF 信号进行解码，并将解码后的数字信号送入CPU 验证密码是否正确， 三次输入密码错误则系统自动挂机。如果密码正确，则进一步提示用户输入控制命令，这时用户可以通过按键或者直接用口令对家用电器进行控制。

　　如果采用口令来控制，则口令经电话线，以及电话接口的语音通道进入，SPCE061A 单片机则将采集到的话音与预先存储的模板进行比较，进行语音识别并判断出用户的指令，然后发送相应的控制信号。控制信号被送入电力线调制解调器调制后，通过电力线接口电路耦合到电力线上进行传输，控制信息也就以广播形式发送出去。

　　由电力线传送的被调制信号由分控制器系统的电力线接口电路接收并被送入ST7537 进行解调，解调后的信号被送入分控制器。每个分控制器都有自己的固定地址，分控器读取解码后的地址信息，并判断与自己的固有地址是否一致，若一致则接收数据信息并执行相应的操作，从而实现了对相应家电的控制。操作完成后，分控制器向主控制器发回确认信息，再由主控制器控制语音提示电路发出操作完成或失败的语音提示，通知电话遥控者。

　　如果采用按键控制，用户发出的按键信号(DTMF)经解码后送入CPU,CPU 接收到信号后从中分析出地址信息和控制信息并发出控制信号。控制信号经ST7537 调制后通过电力线传输到分控制器，由分控制器执行相应的操作。