本系统是基于红外和 GSM 网络的用于智能家居环境中的一种远程自动控制系统。其工作原理为：用户通过自身的手机发出命令短消息，在家值守的 GSM 模块接收到命令后发送给主机（单片机），主机通过对命令的处理，把命令通过红外传输到相应的分机（单片机）上，分机对命令处理后启动相应设备、完成用户给出的命令并向主机回复应答，主机收到应答后通过 GSM 模块发出回复短消息，报告用户完成命令。若在规定的时间内（这里定时 60 s）主机没有接收到分机的回复信息，即把该操作认为无效，回复操作无效短消息给用户手机，要求用户重新发出命令；若收到的短信息有误，主机便立刻回复用户该操作无效、请求重新发出命令。系统构成如图 1 所示。

图 1　系统构成

一、MCU 与 GSM 通信模块

本单片机通过 RS-232 串行通信接口与 GSM 模块通信，提取 GSM 设备的短信、发送相关的信息，并通过串行通信接口与红外模块相连，利用红外模块达到主、分机之间的通信，因此选用 AT89S52 芯片。控制上需要用到两个串行接口，但 89S52 只有一个串口，故还需要在程序中进行模拟串行接口通信，其最简外部接线电路如图 2 所示。

图 2　AT89S52 外部接线

89S52 与 TC35 之间通过异步串行接口进行通信，通信速率为 9600 b/s，具有 1 位起始位、8 位数据位、1 位停止位，无奇偶校验。单片机启动后，便发出 AT+CMGD=2 指令清除第二存储空间的数据，然后不断地发出指令读取第二存储空间：若有数据即表示接收到数据，并开始对数据进行处理，处理完毕后再把该空间数据删除。当单片机向手机发出短消息时，单片机会向 GSM 模块发出 AT、AT+CMGF=0、AT+CMGS=X 一系列的指令，当接收到回复信息后，最后发出短消息的内容。

二、红外无线通信模块

图 3　红外发射器电路

红外发送器电路如图 3 所示，包括 38 kHz 晶体振荡器、反相器、与非门、驱动门 Q1 和红外发射管 D1 等部分：其中 38 kHz 晶体振荡器、电阻 R3 和反相器组成脉冲振荡器，用以产生 38 kHz 的脉冲序列作为载波信号；红外发射管 D1 选用 Vishay 公司生产的 TSAL6238，用来向外发射 950 nm 的红外光束。

图 4　红外接收器电路

红外接收器电路如图 4 所示：当接收器收到数字“0”时，Q2 管导通，使得 RXD 接收到低电平；收到数字“1”时，Q2 管截止，RXD 接收到高电平。

三、模拟控制

图 5　电机驱动电路

本系统将以不同的电机做出不同的动作，来模拟说明智能家居对系统控制的响应。如图 5 所示，当分机的单片机收到本机的地址信息便提取信息中的数据，根据数据的命令，若把 P0.0、P0.1 脚置成低电平、其他为高电平，则 Q3、Q4 管导通，电机便正向旋转；若把 P0.2、P0.3 脚置成低电平、其他为高电平，则 Q5、Q6 管导通，电机便反向旋转（以前一种情况为正向时）。若一台分机上连多个电机、有多台分机，便可以实现在智能家居环境中对家庭各个设备的同步控制。

本系统安全可靠、性能稳定；除用于家庭设备远程自动控制外，也可用于家庭通信、家庭安全防范，共同组建智能家居控制系统。