数控技术
基于IAP单片机和
nRF24L01的智能家居控制设计
赵江波方欢李龙林
（武汉东湖学院湖北武汉430212)
数字投本开写流用
摘要：近年来，看无战技术的快造发展，无线数据传输技水已经被广泛应用于智能家居领域，逻渐形成一个巨大的新兴产业。本设计使用 IAP15F2K61S2单片机作为控制核心,GSM作为手机通信模块经GSM网络收到手机指令的单片机通过NRF24L01无线模块构成的单点对多点的双向无线数据通讯网络,发送给各子系统执行相应指令的功能,进而控制家电的工作方式。
关键词：智能家居AP单片机nRF24L01
中图分类号：TP393 1引言
文献标识码:A
随着智能手机的蓬勃发展，3G、4G网络以及各种通讯设备也得到了快速的发展。本论文以IAP单片机为主控单元，被控单元电器采用弱电控制强电的方式，只需要一般的有短信业务的手机，就能通
过发送短信的方式轻松地控制家用电器的工作状态。 2智能家居系统构成
智能家居控制器主要由GSM模块，MCU模块，NRF24L01无线模块，电器开关模块组成，采用220V转换供电，同时并接蓄电池，可保障在断电的情况下工作。智能家居远程控制器需要一张GSM的 SIM卡，将该卡插人GSM模块中的插槽，利用手机向该号码发送控制命令即可对主控制单元的工作模式，参数进行设定。然后由控制单元经nRF24L0无线模块的双向无线数据通讯网络发送给子系统执行相应的命令
2.1智能化家居远程控制器的结构与工作原理
本文无线数据通信系统主要采用nRF24L01无线模块作为通信转接芯片，手机用户通过手机发送智能命令给GSM模块，它将接收到发送的信息数据传送给主控IAP单片机，IAP单片机对接收到的不同指令进行分析处理，通过NRF24L01无线模块传送数据给各个携带有nRF24L01无线模块的单片机子系统，子系统根据相应的指令通过继电器以弱电控制强电的方式控制家用电器的运转。
2.1.1投制横映
智能家居控制单元采用IAP15F2K61S2的单片机作为控制器。它是一款不需要外部品振电路和外部复位的单片机，集成了各种高性能工业标准接口，并且与传统51在资源布局上有完全的兼容性大部分传统51的程序可以直接使用。与传统51不同的是 IAP15F2K61S2是1T内核，速度是传统51单片机的12倍，延时时间会变成传统51的1/12，可以精简电路，降低成本。内部有高精度R/C时钟，各种接口齐全。
2.1.2 GSM模快
GSM(Global System for Mobile Communications)文被称之为蜂窝移动通信，能够通过移动无线网络中的SMS业务收发数据。对此基于GSM技术的智能家居远程控制器是利用移动通讯网络中的手机短信业务来实现对主控单元的连接和通信。GSM模块SMS
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图1智能家居远程控制系统结构原理框图
文章编号:1007-9416(2015)10-0024-01
业务最大的特点是无需披号便可建立连接，能够将需要传输的信息加上目的地发送到SMS服务中心，再由中心负责将信息转发给用户，这样可随时将采集到的数据信息传送到手机，时刻提醒用户。
2.1.3nRF24L01无线模映
nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。它具有体积小、低工作电源电压和极低功耗的特点。利用该无线模块创建一个主从式单点对多点网络的双向数据传输系统，可以保证将主控单元发送的信息数据传送给各个子系统，子系统分析得到结果后就执行相应的操作。它具有增强型的 ShockBurst功能，这通常需要一个高速的McU和较大的RAM,所以选用IAP单片机能更好的发挥它的作用。
2.2智能家居软件设计流程
软件开发环境为KeilCuVision5。程序基本思路是nRF24L01 无线模块配置为主从式单点对多点网络的双向通讯状态。主控制单元与子系统单元都能发送和接收相应的指令。面从机发送的信息只能被主机接收，各从机之间不能直接通信
采用主从式网络拓扑形式，实现多个nRF24L01之闻的通信。开机初始化后，GSM模块先发送地址慎给IAP单片机等待手机用户端的指令信息，得到指令后通过nRF24L01无线模块发送相应的数据给从机。从机接收到地址慎后，如果与自身的地址相符，则向主机发送应答信号，并开始接收数据，从机在接收完数据后，将根据最后的校验结果判断数据接收是否正确，若效验正确，则向主机发送数据
正确信号。 3结语
本设计仅仅运用了移动用户的短信业务功能。手机用户可通过发短信控制家里家用电器的工作状态，包括得知大门开或关的状态。如发送短信命令“open1ed1"，远程的电灯会被点亮，发送"closeled1"的短信，电灯就会被关闭。发送指令"openled2"或者"closeled2"，会打开或者关闭另外一个LED。如果用户不在家，门文被无故打开，门禁系统就会反馈短信"dooropen"给用户，提醒用户房门已经被打开
综上所述，利用GSM网络，通过NRF24L01的无线模块组成智能家居控制网，采用手机用户端进行远程智能控制，极大地方便使
用者对家庭的远程智能控制，从而实现家居物联网。参考文献
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收稿日期：2015-09-18
作者简介：赵江波(1991一)，男，汉族，潮北剂州人,本科在读，研究方向：通信与电子