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摘要：针对智能家居控制的发展需要，本文介绍了一种基于蓝牙通信的手机遥控开关的设计方案，阐述了该方案的总体设计，给出了硬件原理图以及软件流程图。测试结果表明，该设计方案具有较高的推广应用价值。
关键词：蓝牙通信；单片机；开关控制
中图分类号：TP273
0 引言
随着数字化和网络化的不断深入，智能化的浪潮席卷了世界的每一个角落，成为势不可挡的历史趋势，其中正在兴起的智能家居系统，就是在这种形势下产生的。很多现代家庭已经从追求住宅的豪华装饰转向住宅智能化，享受智能化带来的多元化信息，以及安全、舒适与便利的生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能化家居系统已经成为一大热点。智能家居网络是指在家庭内部通过一定的传输介质将各种电气设备和电气子系统连接起来，采用统一通信协议，对内实现资源共享，对外通过网关与外部网互联进行信息交换的局域网。但是现代家庭中，由于弱电线缆越来越多，传统的家庭布线方式因为施工、维护、使用等诸方面的不便，已经不能适应当前家庭装修的需要，更无法满足未来智能家居生活的更高要求，而蓝牙作为一个很有竞争力的小范围无线通信技术，在智能家居系统的组建中必将发挥更大的作用[1-2]。
本文以蓝牙通信技术为基础设计了一种家居开关控制系统，该系统通过单片机与蓝牙模块的串行通信实现对继电器的控制，从而使用户可以通过手机在室内对家居开关进行操作。
1 系统的总体设计
系统总体结构如图1所示，系统主要由手机、蓝牙模块、单片机电路、继电器控制电路及电源五部分组成。该系统由单片机完成控制功能，利用串行通信对继电器进行控制，通过手机控制软件发送指令，蓝牙模块接收、传输指令，单片机接收处理后最终完成各项控制操作。
图1 系统结构框图
2 系统硬件设计
要建立智能家居控制系统，硬件是关键和基础，它对整个系统的稳定性、控制的准确性都有直接影响，系统的硬件设计主要包括电源电路、蓝牙模块、单片机电路、和继电器控制电路部分。
2.1 蓝牙模块
本系统蓝牙模块选用了HC-06从机接收模块，其模块电路如图2所示。HC-06蓝牙模块具有成本低，体积小、功耗低（蓝牙模块搜索状态电流在20mA-40mA之间跳动，配对时就在8mA左右）、收发灵敏性高、控制指令丰富等优点，只需配备少许的外围元件就能实现其强大功能。
图2 HC-06蓝牙模块电路图
2.2 P89LPC936单片机
单片机选用NXP公司生产的P89LPC936。该单片机带有增强型UART。具有波特率发生器、间隔检测、帧错误检测、自动地址检测功能；选择片内高精度RC振荡器时不需要外接振荡器件。可选择RC振荡器选项并且其频率可进行很好的调节。另外操作电压范围为2.4～3.6V。I/O口可承受5V（可上拉或驱动到5.5V）； 28脚TSSOP，PLCC和HVQFN封装。最少有23个I/O口，当选择片内振荡器和片内复位时I/O口可高达26个。
2.3 单片机及其外围电路
单片机控制电路采用LPC936来实现对输人信号的处理和开关电路的控制。P89LPC936的P2.3口作为继电器控制端。蓝牙模块的UART端口直接与P89LPC936连接，如图3所示。
图3 单片机及其外围电路
单片机第10引脚（P1.4）为按钮控制信号输入端。P1.4为外部中断输入，系统初始化时将其中断功能打开。按钮作为手动控制输入与手机的无线控制功能同时有效，不冲突。方便用户在手机没电时直接手动操作开关。当用户按下按钮时，单片机对继电
器执行相应控制，以实现对开关的控制。
2.4 继电器及控制电路
继电器选用12V供电的PCB继电器。体积小，触点控制功率高。触点可控制250V10A的功率。用在220V的电路中，完全满足应用。自身功耗低（12V供电常开触点吸合时仅需要40mA电流）。
继电器控制电路如图3所示，电路主要由开关三极管 ，保护二极管 和电阻 构成。通过单片机对继电器的控制，可以实现对开关的有效控制。
2.5 电源电路
电源电路如图4所示。电源电路设计输入为～220V电压。由于本系统自身功耗很小所以可以将变压器做的很小。
图4 电源电路
3 系统软件设计
系统主程序要完成的功能主要是检测蓝牙设备是否工作正常、功能按钮的实现以及继电器的控制等功能。
系统主程序流程图如图5所示。
图5 系统主程序流程图
系统中断服务程序流程图如图6所示。
图6 系统中断服务程序流程图
4 结语
随着社会经济和信息技术的发展，智能家居进入普通住户将成为趋势，人们对生活质量要求的不断提高，不仅仅满足于在家庭内部实现网络化、自动化，而且希望能够对所有家庭的电气设备和环境进行监测和控制。本文所设计的以蓝牙通信为基础的手机控制开关系統，符合人们对智能家居系统操作方便、节能环保、成本经济的要求。测试表明，它不仅可以控制家居开关，更可以扩展应用到对其它的家庭电气设备的控制上，因此它具有很好的推广应用价值，它使家居智能化离人们更近，也给人们的工作和生活带来了更多的便利。
参考文献：
[1] 李元建.蓝牙与智能家居[J].电子技术，2007（2）：5-7
[2] 陈松.基于单片机的蓝牙应用系统的设计[J].辽东学院学报，2008（12）：210-213
[3] 陈军统，潘再平.基于PLC低压双电源智能开关设计[J].制作业自动化，2012（4）：135-138
[4] 贺登天，甘重斗.基于单片机控制的智能开关的设计与实现[J].甘肃科技，2007（6）：41-44
[5] 张群，杨絮.蓝牙模块串口通信的设计与实现[J].实验室研究与探索，2012（3）：79-82
作者信息：丁景红（1959-），女，北京人，高级讲师，工程硕士，从事电子技术应用研究。
连庆洲（1982-），男，北京人，工程师，从事工业传感器和自动化控制研究。
关键词：蓝牙通信；单片机；开关控制
中图分类号：TP273
0 引言
随着数字化和网络化的不断深入，智能化的浪潮席卷了世界的每一个角落，成为势不可挡的历史趋势，其中正在兴起的智能家居系统，就是在这种形势下产生的。很多现代家庭已经从追求住宅的豪华装饰转向住宅智能化，享受智能化带来的多元化信息，以及安全、舒适与便利的生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能化家居系统已经成为一大热点。智能家居网络是指在家庭内部通过一定的传输介质将各种电气设备和电气子系统连接起来，采用统一通信协议，对内实现资源共享，对外通过网关与外部网互联进行信息交换的局域网。但是现代家庭中，由于弱电线缆越来越多，传统的家庭布线方式因为施工、维护、使用等诸方面的不便，已经不能适应当前家庭装修的需要，更无法满足未来智能家居生活的更高要求，而蓝牙作为一个很有竞争力的小范围无线通信技术，在智能家居系统的组建中必将发挥更大的作用[1-2]。
本文以蓝牙通信技术为基础设计了一种家居开关控制系统，该系统通过单片机与蓝牙模块的串行通信实现对继电器的控制，从而使用户可以通过手机在室内对家居开关进行操作。
1 系统的总体设计
系统总体结构如图1所示，系统主要由手机、蓝牙模块、单片机电路、继电器控制电路及电源五部分组成。该系统由单片机完成控制功能，利用串行通信对继电器进行控制，通过手机控制软件发送指令，蓝牙模块接收、传输指令，单片机接收处理后最终完成各项控制操作。
图1 系统结构框图
2 系统硬件设计
要建立智能家居控制系统，硬件是关键和基础，它对整个系统的稳定性、控制的准确性都有直接影响，系统的硬件设计主要包括电源电路、蓝牙模块、单片机电路、和继电器控制电路部分。
2.1 蓝牙模块
本系统蓝牙模块选用了HC-06从机接收模块，其模块电路如图2所示。HC-06蓝牙模块具有成本低，体积小、功耗低（蓝牙模块搜索状态电流在20mA-40mA之间跳动，配对时就在8mA左右）、收发灵敏性高、控制指令丰富等优点，只需配备少许的外围元件就能实现其强大功能。
图2 HC-06蓝牙模块电路图
2.2 P89LPC936单片机
单片机选用NXP公司生产的P89LPC936。该单片机带有增强型UART。具有波特率发生器、间隔检测、帧错误检测、自动地址检测功能；选择片内高精度RC振荡器时不需要外接振荡器件。可选择RC振荡器选项并且其频率可进行很好的调节。另外操作电压范围为2.4～3.6V。I/O口可承受5V（可上拉或驱动到5.5V）； 28脚TSSOP，PLCC和HVQFN封装。最少有23个I/O口，当选择片内振荡器和片内复位时I/O口可高达26个。
2.3 单片机及其外围电路
单片机控制电路采用LPC936来实现对输人信号的处理和开关电路的控制。P89LPC936的P2.3口作为继电器控制端。蓝牙模块的UART端口直接与P89LPC936连接，如图3所示。
图3 单片机及其外围电路
单片机第10引脚（P1.4）为按钮控制信号输入端。P1.4为外部中断输入，系统初始化时将其中断功能打开。按钮作为手动控制输入与手机的无线控制功能同时有效，不冲突。方便用户在手机没电时直接手动操作开关。当用户按下按钮时，单片机对继电
器执行相应控制，以实现对开关的控制。
2.4 继电器及控制电路
继电器选用12V供电的PCB继电器。体积小，触点控制功率高。触点可控制250V10A的功率。用在220V的电路中，完全满足应用。自身功耗低（12V供电常开触点吸合时仅需要40mA电流）。
继电器控制电路如图3所示，电路主要由开关三极管 ，保护二极管 和电阻 构成。通过单片机对继电器的控制，可以实现对开关的有效控制。
2.5 电源电路
电源电路如图4所示。电源电路设计输入为～220V电压。由于本系统自身功耗很小所以可以将变压器做的很小。
图4 电源电路
3 系统软件设计
系统主程序要完成的功能主要是检测蓝牙设备是否工作正常、功能按钮的实现以及继电器的控制等功能。
系统主程序流程图如图5所示。
图5 系统主程序流程图
系统中断服务程序流程图如图6所示。
图6 系统中断服务程序流程图
4 结语
随着社会经济和信息技术的发展，智能家居进入普通住户将成为趋势，人们对生活质量要求的不断提高，不仅仅满足于在家庭内部实现网络化、自动化，而且希望能够对所有家庭的电气设备和环境进行监测和控制。本文所设计的以蓝牙通信为基础的手机控制开关系統，符合人们对智能家居系统操作方便、节能环保、成本经济的要求。测试表明，它不仅可以控制家居开关，更可以扩展应用到对其它的家庭电气设备的控制上，因此它具有很好的推广应用价值，它使家居智能化离人们更近，也给人们的工作和生活带来了更多的便利。
参考文献：
[1] 李元建.蓝牙与智能家居[J].电子技术，2007（2）：5-7
[2] 陈松.基于单片机的蓝牙应用系统的设计[J].辽东学院学报，2008（12）：210-213
[3] 陈军统，潘再平.基于PLC低压双电源智能开关设计[J].制作业自动化，2012（4）：135-138
[4] 贺登天，甘重斗.基于单片机控制的智能开关的设计与实现[J].甘肃科技，2007（6）：41-44
[5] 张群，杨絮.蓝牙模块串口通信的设计与实现[J].实验室研究与探索，2012（3）：79-82
作者信息：丁景红（1959-），女，北京人，高级讲师，工程硕士，从事电子技术应用研究。
连庆洲（1982-），男，北京人，工程师，从事工业传感器和自动化控制研究。