基于单片机和CAN总线的智能家居控制系统

　　4 智能家居控制系统软件的设计与实现

　　为使程序清晰可读且运行速率高，本系统软件采用模块化结构设计，由主程序和相关子程序（如键盘扫描子程序、显示子程序、语音提示子程序、拨号报警子程序、电器控制子程序等）组成。主程序流程如图2 所示。

图2 主程序流程图

　　该程序主要包括安防报警、楼宇对讲和电话远程控制三个模块。

　　主程序工作过程为：系统上电复位后进行初始化，待初始化完成，系统分别对警情信号、楼宇对讲呼叫信号和电话呼入信号进行检测，如有信号输入，则进入对应的处理模块。在安防报警模块中，设置延时程序以消除抖动和误报警，延时程序主要通过调用键盘扫描子程序实现。如果延时完成后仍有警情，则按顺序进行本地报警、通过CAN总线向中央控制室报警和拨号电话报警，从而实现多点报警的功能，将损失降到最低。

　　楼宇对讲模块中，门口机的呼叫信号经CAN总线传到分机，分机检测到此信号后，接通对讲机振铃，然后再判断是否摘机，如没有摘机信号，则延时再判断。当住户摘机后，单片机输出信号控制音频通信线路的控制继电器接通，使住户与呼叫者得以进行通话。

　　在通话期间，单片机判断其是否挂机，如挂机则返回，未挂机则调用键盘扫描子程序，判断开锁键是否按下，如按下则通过CAN总线和门口机进行远程开锁。电话远程控制程序模块的工作过程是当有电话呼入时，先检测是否振铃4次，再模拟摘机，摘机后放录音提示输入密码。如密码不正确，则模拟挂机；如密码正确，则放录音提示输入需控制电器的序号，然后检测其返回的控制信号，并调用电器控制子程序，进行家用电器的开关控制，完成后模拟挂机。

　　5 结束语

　　本文设计的智能家居控制系统充分利用单片机强大的控制功能和CAN总线灵活方便、可靠性高、通信速率高、价格低廉、组网容易等的突出特点，并结合现有的公共电话网络， 对智能家居中各个相对独立的系统进行集成，实现楼宇对讲、电话远程控制、多点报警等功能。CAN技术是一种新的控制网络技术， 与现有的成熟的公共电话网络相结合， 必将在智能小区的应用中逐渐显示出其独特的优势。

　摘 要：本文针对智能家居系统集成度低，各系统间联系不大的状况，介绍了一种采用单片机为控制核心的，基于CAN 总线的组网技术，并结合公用电话网络，设计了一种能够实现楼宇对讲、电话远程监控和多点报警等功能的智能家居控制系统。

　　1 引言

　　智能家居于20 世纪80 年代兴起于日本和欧美，于90 年代末进入中国，伴随着经济的发展和人们生活水平的提高逐渐为国人所了解和接受。目前国内的各种智能化系统和产品较多，但各系统相互独立，集成度较低，彼此联系不大。比如楼宇对讲系统、安防系统、家用电器自动控制系统等，都各有自己的终端，没有统一的智能控制平台。对用户而言，这种状况增加了使用成本和操作的复杂性；对施工而言，则导致了重复布线。本文针对此种状况，设计一种采用单片机AT89C52 为控制核心，利用原有的电话网络，将楼宇对讲、安防报警和电话远程监控系统集成起来，形成一个统一的智能控制平台，并通过CAN 总线组网与门口机和管理机相连，能实现楼宇对讲、电话远程监控和报警等功能的智能家居控制系统。此系统操作简单，无需重复布线，成本有所降低，是一种真正适用于智能家居的系统。

　　2 智能家居控制系统的主要构成及功能

　　（1）楼宇对讲系统

　　楼宇对讲采用小区联网式系统，在各住宅单元门口及住户家中安装对讲系统，以实现访客身份验明和与住户对讲，以及住户远程控制开锁的功能，从而有效地防止非法人员进入住宅楼。

　　（2）家居安防系统

　　家居安防系统具有防盗、防火、远程监控及报警等功能。

　　（3）家用电器自动控制系统

　　家用电器自动控制系统的主要功能是控制家用电器、照明等电气设备。该系统能够实现本地集中控制家庭内部照明或家用电器，也可以在需要时通过电话远程控制家庭内部家电设备，节约能源。

　　3 智能家居控制系统硬件设计与实现

　　智能家居控制系统室内分机系统构成，如图1 所示。该系统主要由单片机及其I /O 口扩展部分、楼宇对讲部分、安防报警部分、电话远程监控部分、与CAN总线连接的节点部分，以及键盘、显示部分组成。

图1 智能家居控制系统室内分机系统构成图