智能家居系统采用51单片机的自动控制技术和GSM移动通信技术从远程对电器进行开关控制系统的设计。在这次的控制系统中，详细的介绍了51单片机的设计原理和编程技术，GSM移动通信技术与自动化的控制系统技术。在这次的系统中，设计核心为STC89C51单片机，通过单片机解析收到的短信实行对指令的操控；STC89C51 单片机还控制了GSM的短信收发反馈模块，用来确定能否实现指令的远程操控；整个系统的GSM模块是用SIM900A这个模块来实现，负责接收消息指令与发送反馈信号。摘要 1
目 录
一、 绪 论 3
(一) 概述 3
(二)研究现状 3
（三） 研究意义 3
二、 系统方案设计 5
（一） 电池管理系统方案选择 5
（二） GSM的移动通信方案的选择 5
（三）控制模块 6
（四）显示模块 6
三、 系统的硬件设计 7
（一）电源的管理系统设计 7
（二） GSM移动通信系统设计 8
1.GSM移动通信系统设计 8
2. GSM的移动通信电路功能测试 9
（三） 单片机模块 9
（四）控制电路设计 10
（五） 显示模块设计 11
四、系统的软件设计 12
（一） 系统软件编程环境介绍 12
（二） 系统的主程序流程图 12
（三） 系统的GSM短信收发子程序 13
五、 系统的组装 15
（一）系统的组装与焊接 15
（二）系统调试 15
七、 总结 17
八 参考文献 18
一、 绪 论
(一) 概述
随着科学技术的发展，人们对于智能化家电的要求越来越高。比如说在炎热的夏天，能够在下班到家前半个小时将空调打开进行制冷的话，那么到家以后能感到很舒适，这样就达到我们智能家居的基本要求。现如今，生活水平越来越高，这些家电的价格也越来越便宜，人们都能用的上这样的家电。可是因为这样的家电它有着非常高的功耗，过去老式的开关和布线很难承受现在如
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此大的功率消耗，要想改变这样的问题，我们只能去重新再布线，这样要大大增大我们的花销，也不利于更换。如果能够在家用电器中使用无线远程控制，不但提高了家居使用的智能化的水平也在重新装修的时候减轻了家电在输电线路上的成本。
(二)研究现状
就目前而言，在老式的家居控制方法与智能化的家居存在着不小的争议，在安装费用使用价格成本上老式的开关占据一定的优势。但是智能化水平与性价比方面去比较的话无疑是智能家居占据一定的优势，那么如何去解决新型的家居控制和老式的机械开关两者之间的问题。智能化家居和老式的开关存在着非常大的不同，新型的智能开关它是采用的继电器来控制，老式的开关和它根本不一样，有着很大的差异。现在的社会随着人们生活水平的提高人们对于家电智能化的要求越来越高那么老旧的家电开关逐渐被淘汰，新型的远程控制开关才能满足人们现在的生活，它的研究才是未来最重要的科技成果。
（三） 研究意义
我们所学习的微电子技术，通信技术和自动化控制技术这些把人们带领进入到了一个崭新的电子信息时代。大街小巷都能看到许许多多这样的控制系统，有关于居住方面的智能化控制是人们关注的重点，它可以给我们提供更好的生活环境，带来非常大的便利，通过单片机的远程控制家电在很多的高端场所和住处有了很大的推广和普及，大家都非常的赞同和认可它。
现在社会下，我们的日子越过越好，生活水平有了非常大的提高，家中有各式各样的电器，这些电器可以满足我们日常的需求，可是这些家电在占用了家里的位置时，还给我们造成许多的困扰。在你需要找到一个你想使用的遥控器时，在高科技发达的国家们的家里他们可以通过自己的手机来打开自己打算使用的家电电器，享受着科技带给我们的便利。一般的传统的家电需要我们近距离操作才可以很好的使用，现在安装了智能家居以后，这些家电的遥控器我们就可以不再关心它在什么位置了，使用我们的智能手机即可，这样使得操作也十分的方便，你可以试着想一想，要是一个寒冷的冬天，你就可以在工作的地方用自己的手机给家中的空调发送一条短信，这样在你回到家中的时候，房屋里的热气腾腾，让你感到非常的温暖和舒适，就不用等到回到家中找到遥控器打开，再裹着严寒，等待着空调温暖，家居智能化将会越来越普及。
二、 系统方案设计
（一） 电池管理系统方案选择
总结了我们所学的电路知识后，还查看了相关的资料，系统的电源我们可以采用以下的几种方案来实现，各个方案的介绍见下面描述。
方案一：可以采取每节为一点五伏的干电池来给系统供电，把三至四节的干电池串联起来的电压可以满足单片机系统运作的工作电压。由于干电池非常的小，哪里都有的买到，使用非常方便，方便没有电量时更换；缺点就是电量太低，使用时间不能太久，需要多次的更换，使得系统出现不稳定的情况，所以干电池供电的方案我们不予考虑。
方案二：可以采取USB接口给我们的系统供电，电脑上的USB接口可以把稳定的5伏电压输给单片机，使单片机系统可以很好的运作。设计成本便宜是USB接口给我们供电的主要优势；可是输出的电流不能满足系统的功能消耗是它最主要的缺点，不利于单片机系统它的后期更深层次的研究。
方案三：采用的是直流稳压电源供电，再加上LDO的电源管理芯片，使得它对我们的系统进行稳压。它提供恒定的5V电压给系统供电，SIM900A的模块需要的电压要求为三点三伏的直流电源，这样的话，一个单独的电源不可以很好的满足对这两个模块的供电，单片机系统需要九伏的直流电源，五伏的电压经过LM7805的稳压之后对单片机上的5V电压系统进行供电，3.3V的电压要用RT9193来稳压，再对这个系统的模块供电。
比较了上面的三种方案，决定选用第三个方案来给我们的系统供电。
（二） GSM的移动通信方案的选择
在现在的市场上，GSM的移通信模块能看到的最多的产品都是来自西门子公司的产品，还有华为的GTM9008和希姆通的公司生产的SIM900系列，这些产品的价格都差不多，功能也都可以满足系统设计。这里我们主要选用的产品是SIM900A，它的功能和使用性能比较的稳定，成本相对较低，外观精美，适合GSM的开发需求。
（三）控制模块
作为设计系统的控制核心，所需求的是它的运算精度和功能的多样性，家电控制对控制器的抗干扰能力又提出了更高的要求。
方案一：采用51单片机作为系统设计的微处理器。由于51单片机耗损很低，运行的速度不低，抗干扰的能力好。运用C语言进行程序的编写，编写后可读性强。
方案二：采用FPGA（可编程门阵列）作为设计系统的处理器。FPGA是将所有的元器件都集成在芯片中，其运算能力强、体积小、处理速度快。
通过以上两种方案来讲的比较，运算速度，抗干扰性以及功耗等特点都符合我的系统设计要求，在运算方面FPGA的运算能力更高。但是用于家电控制FPGA未免属于大材小用了，使得整个设计的成本提高了。所以我选择方案一作为本系统的控制器。

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