基于MSP430的智能家居系统

0 引言
随着数字信息技术和网络技术的高速发展，以及人们物质生活水平的不断提高，人们的工作、生活与通讯、信息的关系日益紧密，可以说信息化社会正在逐步改变人们的生活方式与工作习惯，同时也对传统的住宅提出了挑战，智能家居便应运而生了。
智能家居在保持了传统居住功能的基础上，摆脱了被动模式，成为具有能动性智能化的现代工具。它不仅提供了全方位的信息交换功能，还优化了人们的生活方式和居住环境，帮助人们有效地安排时间、节约各种能源，实现了家电(如空调、热水器等)控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、定时控制等。

1 系统构成
本文以MSP430微处理器为核心，把无线网络平台应用到智能家居上，实现了智能家居的无线控制和智能控制。基于无线网络平台的智能家居将家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、太阳能热水器控制、窗帘控制、煤气检测及控制、室内温度湿度检测等有机地结合起来，通过无线网络实现智能控制和管理，能很好地实现“以人为本”的全新家居生活体验。图1系统组成框图。

本系统采用MSP430系列单片机为核心控制单元，用CC1100无线模块搭建无线网络平台。由两部分构成：第一个部分主控芯片外围电路的设计--主要包括电源模块、液晶显示、键盘操作等；第二部分无线节点外围模块的设计--主要包括太阳能热水器水温水量的测量及自动给水装置、室内空气质量的检测、各房间温度湿度的检测、报警装置等。
1．1 电源管理模块
该模块的电源需求有5V和3．3V两种，其中无线模块要求3．3V供电，我们本着低功耗的原则，5V稳压和3．3V稳压都采用了低压差的开关稳压管LM1117和LM1085，芯片产热少功能稳定；液晶显示采用12864，能清晰地显示汉字、数字、字母、符号等，12864液晶内建GB码简体中文字型库，显示清晰，使用方便。
1．2 安防系统设计
智能安防系统可以监测人或动物的意外侵入、室内的空气质量等。选用热释电红外传感器(人体红外感应模块)监测人或动物发射的红外线，该模块采用红外专用芯片BISS0001设计人体传感模块，它最大的优点是性能稳定可靠。模块线路板尺寸33×28mm，透镜直径约25mm，模块厚度20mm，体积更小，更容易嵌入其他设备。模块采用低功耗稳压器件7133A-1，可以保证在很宽的输入电压下稳定提供3．3V的工作电压，确保模块正常工作。图2人体传感模块。

半导体空气传感器检测窄气中低浓度污染物的异味，如空气中的低浓度香烟污染物和其它异味，对H2、CO等有较高的敏感度。选用日本FIGARO公司开发生产的TGS2600，传感器测量电路如图3所示。此传感器要求有两个电压输入：加热器电压VH和电路电压VC。加热器电压VH加于集成加热器上以保持传感器在一个特定的最佳感应温度。电路电压VC被加载以便于测量与气敏元件串联的负载电阻电压Vout。此传感器有极性，所以电路电压VC必须是直流。可以用一个公共的电源来同时供给VH和VC以满足传感器的电气需求。合理选择负载电阻RL使报警门限电压最优化，并使半导体传感器功耗小于15mW。当目标体存在时，传感器功耗在RS与RL相等时最大。