智能家居精华设计方案参考集锦（五）

　　1 总体方案设计

　　智能家居系统包括多方面控制，如家电控制、安防报警控制、灯光控制、三表控制、门窗控制等。

　　每一方面的控制都包含了很多小的节点。本文选择代表性较强的家电控制和安防监控模块进行了重点设计。

　　1.1 家电控制模块

　　现代家庭中主要使用的电器的共同特点是继电器控制。在家电的控制板上将功能继电器相应的控制线与模块MCU连接，通过RS-485总线接口就可以方便地使用该系统进行控制，如图2所示。

　　使用7 bit输入／输出的达林顿管芯片MC1413驱动继电器，来控制相关的开关量。如对空调来说，温度控制、风向控制等是按键的开关量，都可以由继电器来完成相应的控制。考虑到要嵌入家电中，控制节点尽量做得精小，而且没有复杂的控制对象，选用AT89C2051单片机作为控制器。RS-485通信接口使用MAX1487芯片，允许挂接125个家电，采用半双工通信方式，通信速率为2.5 Mb／s。家电控制通信只是进行控制命令和家电状态信息的传输，数据量很小。该芯片通信速率能够满足要求。

　　1.2 安防监控模块

　　安防系统由烟雾传感部分、煤气传感部分、实时监控部分等组成，实现了防火、防煤气中毒、防盗监控等功能。这些组成部分由烟雾传感器和煤气传感器等传感器组成，结合A／D转换芯片传输信息。

　　实时监控部分采用Ovinmin公司生产的OV7141图像采集芯片。OV7141是高度集成的摄像芯片，支持多种格式，内设串行控制总线（serial Camera Control Bus，SCCB）接口，提供简单控制方式，可以对OV7141芯片内部所有寄存器值进行修改 。OV7141包含有8 bit数据（DO，D1，D7），同步信号VSYNC、HREF、PCLK，这些信号需要送给CPU以读取图像数据和保证同步。

　　由于OV7141默认帧频为30 Hz，像素为640×480= 307 200，在此帧频下的图像数据传输速率为9.216 MB／s。在不考虑同步的情况下已远超过串口的响应速度，必须重新设置以降低帧频和像素。

　　在该系统中对OV7141的访问有：

　　① 设置地址号为0xl1的帧频控制器CLKRC，以降低帧频；

　　② 设置地址号为0x14的控制器COMC，以设置像素为320×240；

　　③ 设置地址号为0x28的COMH，以设置扫描格式 。

硬件电路如图3所示。