智能家居系统实现与调试

　　第四章 系统实现与调试

　　4.1 开发过程

　　在大量调研和技术准备后，经过以下三个阶段完成了对智能家居控制系统的设计。

　　第一阶段：使用Protel 99se对硬件电路进行详细设计，然后对设计好的硬件电路进行PCB 制板。

　　第二阶段：使用C语言在KEIL软件环境中对软件设计中各个中断和任务的调试，主要是对RS-485 总线的通信模块的串口数据调试，对GPRS无线模块的串口数据调试。

　　第三阶段：对远程控制进行调试和测试，有以太网远程控制和短消息控制，远程报警的测试。

　　4.2 系统实现与调试

　　4.2.1 RS-485 物联控制模块

　　在调试RS-485网络的过程中，主要是调试嵌入式处理器轮询每个接入节点间的数据通信。主机（ARM处理器）上串口0的两个引脚（发送和接收引脚引脚）通过串行电缆连接到PC机上，PC机作为接收端，就可以收到由主机发送一个轮询命令。具体的调试记录如图4.1所示。

　　4.2.2 以太网通信模块

　　测试以太网通讯功能，主要是测试远程客户端通过互联网是否可以监测和控制智能家电。局域网所有客户端进行以太网通信测试，主要是在浏览器输入智能家居控制系统设置的IP，访问预存到控制系统的网络页面实现对智能家电设备进行监控。通过网线连接以太网，连接相应的传感器到控制系统采集端。控制系统启动后开启HTTPserver 服务，如果检测到连接会根据预存的网络页面和当前的采集数据生成完整的网络页面发送到请求端。而生成的网络页面通过HTML 语言设置动态刷新，这样页面会定时向控制系统请求网络页面，系统会发送最新的采集数据给请求客户端。这样就实现了智能家居控制系统对智能家电设备的监控。以太网调试结果如图4.2所示。

　　4.2.3 GPRS 短消息模块

　　在对GPRS短消息模块进行调试时，利用PC 机串口连接智能家居控制系统后，检测ARM 处理器对GPRS 模块进行初始化、短消息的发送和短消息的接收过程。

　　将GPRS 模块的相应管脚进行焊接后，依次安装SIM 卡，打开串口调试助手。系统首先对GPRS 模块进行初始化，发送CMGF命令进行短消息模式的选择。在SIM 卡中没有短消息的前提下，使用CMGR命令后系统收到GPRS模块的回复只有字符串“OK”，说明没有该编号的短消息。当系统接收到短消息，会收到字符串“+CMTI: "SM",1”，该短消息的编号为1，系统使用CMGR 命令，读取编号为1 的短消息，收到模块回复该短消息的具体内容。GPRS 调试的结果如图4.3所示。图中使用AT+CMGR=1指令读取短息的内容，得到GPRS模块回复给系统的字符串，该字符串为“0908C1E972255075100020001FB3D7F”，对短消息内容字符串解码分析后的短消息指令为用户的查询指令“ASK+2+O”，系统液晶屏显示用户指令，并将系统的执行状态显示到液晶屏上。

　　对于设备地址为2的设备，系统模拟的是空调设备，则系统经过指令查询后，将查询的结果回复给用户。如图4.4所示显示的就是用户手机收到的短消息内容。

　　经过系统的软硬件开发与设计，最终设计出了基于物联网的智能家居控制终端，如图4.5所示就是控制终端的实物图。系统将嵌入式ARM微处理器、485总线通信、以太网监控、GPRS无线通讯等模块以及液晶显示屏、语音提示、按键用于和用户直接交互的外围设备进行了有效的集成，形成了一个具有多种功能智能家居控制系统。本系统利用485总线上的两个开发板，来模拟接入智能设备进行功能性测试，结果达到要求。

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