随着知识经济和网络经济时代的到来，住宅智能化已经成为新世纪全新生活方式的根本保证。在社会信息化飞速发展的今天，人们对住宅的关注已不再局限于居室面积、周边环境、交通等方面，而是把更多的注意力放在与外界沟通、信息服务、安全防范。这就要求传统的住宅采用先进的科技手段来适应人们的需求。“智能家居”正是在这种新的理念下应运而生的。针对如此时代背景，本文提出了基于STM32的智能家居系统，该系统是一个基于TCP/IP网络协议和蓝牙组成的应用于住宅的能够完成本地和远程获取最新动态，同时反馈用户命令、检测现场各种状态、控制现场设备的智能家居网络系统。

图1 智能家居控制系统总体构架框图

1.系统的总体设计方案

本文确定了如下的设计思路：以微控制器为核心，结合网络、TFT、蓝牙、GSM、传感器、键盘等子模块组成。本文采用STM32F103ZET6作为主控芯片，该芯片共有7组16位IO端口，5个UART端口，3个SPI端口，内设充足，性价比高。为了达到较好的人机交互，本文采用TFT液晶模块作为人机交互平台，实现直观快捷的交互界面。网络通信的功能，本文借助了W5100网络模块和HC05蓝牙来实现，其内置TCP/UDP协议的W5100和HC05可以很好地完成与服务器的通信任务。安防方面，DS18B20、HR202 & MQ-2传感器模块以及TC35GSM模块来提高系统的安保性能。总体构架如图1所示。

2.系统硬件电路设计

2.1 GSM模块

此次设计本文所选择的GSM模块是TC35模块。TC35无线GSM/GPRS通信模块是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。它集成了标准的RS232接口以及SIM卡可以在PC机上或者单片机上用AT命令通过串口对它进行设置。在无线短信工业控制、远程通讯、现场监控等诸多无线通讯领域有广泛的应用。

2.2 传感器模块

（1）MQ-2烟雾传感器

MQ-2传感器模块对环境液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、烟雾等较敏感。可以用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、烟雾等的探测。

（2）HR202湿度传感器

HR202湿敏电阻是采用有机高分子材料的一种新型的湿度敏感元件，感湿范围宽，长期使用性能稳定。

（3）DS18B20温度传感器

DS1820单线数字温度计采用单总线接口，仅需占用MCU的一个IO口进行通讯。DS1820数字温度计以9位数字量的形式反映器件的温度值。其测温范围为-55～+125℃，以0.5℃递增。华氏器件-67～+2570F，以0.90F递增。温度数字量转换时间200ms（典型值）。

2.3 液晶模块（显示器）

液晶模块部分选用了深圳宇顺电子公司生产的型号为S的3.2寸液晶屏，该屏分辨率为320*240，控制芯片为SSD1289，触摸芯片为ADS7843

2.4 网络模块

图2 流程图

网络模块采用了AG工作室制作的W5100通信模块，模块采用W5100网络接口芯片，采用SPI端口通信。W5100是一款多功能的单片网络接口芯片，内部集成10/100以太网控制器，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用W5100可以实现没有操作系统的Internet连接。W5100与 10BASE-T和802.3u 100BASE-TX兼容。

W5100内部集成了全硬件的TCP/IP协议栈、以太网介质传输层（MAC）和物理层（PHY）。硬件TCP/IP协议栈支持TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP和PPPOE，另外内部还集成了16KB存储器用于数据传输。使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程。

2.5 蓝牙模块

（1）采用CSR主流蓝牙芯片，蓝牙V2.0协议标准；

（2）输入电压：3.6V～6V,禁止超过7V；

（3）波特率为1200，2400，4800，9600，，，，用户可设置；

（4）带连接状态指示灯,LED快闪表示没有蓝牙连接；LED慢闪表示进入AT命令模式；

（5）板载3.3V稳压芯片,输入电压直流3.6V-6V；未配对时,电流约30mA(因LED灯闪烁,电流处于变化状态)；配对成功后,电流大约10mA；

（6）用于GPS导航系统，水电煤气抄表系统，工业现场采控系统；

（7）可以与蓝牙笔记本电脑、电脑加蓝牙适配器等设备进行无缝连接；

（8）HC-05嵌入式蓝牙串口通讯模块（以下简称模块）具有两种工作模式。

3.系统软件设计

系统开机后，首先完成UART、SPI、TFT、UCOS、定时器、中断等片上设备，W5100网络模块、TC35模块等外设模块的初始化工作。初始化完成后，依次测试各模块与STM32的通信是否畅通，并在液晶上显示当前状态，具体流程参见图2。

文章来源：《知识经济(中国直销)》 网址: http://www.zsjjzzs.cn/qikandaodu/2021/0417/1202.html