摘要：基于物联网的智能家电控制系统由采集器、协调器和家用三相电表组成，软件部分包括主程序、采集器程序和协调器程序，最终实现家电体征检测，无线数据通信，远程实时监控家电使用情况。
关键词：物联网；嵌入式系统；智能家居
物联网产业是继计算机、互联网后的第三次信息产业浪潮。为了适应物联网产业的发展，物联网工程专业的定位是紧跟物联网及其应用领域的发展变化。智能家居是物联网技术一个极其重要的应用，智能家居利用先进的自动控制技术、网络通讯技术、安全防范技术、综合布线技术、音视频技术将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统一管理，让家居生活更加舒适、有效、安全。
一、基于物联网的智能家电控制系统研究意义
基于物联网的智能家电控制系统对通讯的传输稳定性要求很高，及时的传送数据可以提升系统的执行力，自动检测家电工作情况，有效地解决了人力、物力和功耗问题，实现了远程监控维护的功能。
（1）本课题需要研究的内容：
1）智能家电控制系统的家电网关设计；
2）节点和功能模块的设计；
3）验证平台设计的可行性，系统测试；
（2）课题突破的重点和难点，创新之处：
1）采用物联网无线通信技术代替传统有线网关设计；
2）适用于多种家电的远程智能控制；
3）家电远程体征检测，实现节能控制。
二、智能家电控制系统硬件设计
基于物联网的智能家电控制系统主要实现智能家电控制，根据需求对家电进行检测、控制，系统主要包括智能家电网关设备、智能终端平台以及与智能家电网关的通信程序。
图1 系统硬件组成
针对智能家电控制系统，要求对家电做到体征检测，通过ZigBee实现家电的双向数据传输，采集器通过RF收发电路与协调器节点握手，协调器节点整合处理相应数据，通过串口将数据发送至PC端，也可采用GPRS通信模块实现远程传输。
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图2 ZigBee原理图
三、智能家电控制系统软件设计
主程序是智能家电控制系统的设计主线，采用相关的命令实现对电力数据的采集和通讯，上电复位后进入主程序，执行一个无限循环的过程，其所有功能都在主程序运行。
采集终端没有路由功能，通过协调器发送采集数据后，通过无线传输命令使采集终端实现对家电的采集工作，并且采集程序中也会相应的附加一些电表协议的转换，来更好的读取电表内的实时数据提供良好的基础，同时可以不断地发送实时数据来测量信息。
协调器接收串口调试软件发来的命令数据，经过程序的转换通过无线通讯传递采集终端。协调器首先接收控制平台的数据报送指令，当采集终端与协调器互相通讯后进行数据传输，然后检验数据的有效性，采集器采集的数据回拨到协调器之后，协调器通过USB串口对数据进行上传，并在串口管理界面中显示采集到的数据。
四、软硬件调试
（1）数据采集测试
多功能电压表的数据采集由采集终端节点实现。多功能电压表通电，并通过TTL转485的模块将其电压值转为ZigBee模块所适应电压值，通过杜邦线连接采集终端电路。
（2）通信测试
开发板分为两类节点：终端节点和协调器节点。
1）在两模块之间建立一个无线通讯的网络；
2）采集终端节点启动自动寻找配对网络，同时与协调器节点建立信息互传关系；
3）采集终端节点和协调器节点之间可以定时定向的互相发送信息；
4）测试两模块之间通讯的距离来验证通讯的质量。
五、结束语
本智能家电控制系统提供广泛的信息交互功能，优化居住环境，帮助人们有效地监控家电、防盗报警、节约能源等控制，实现了远程控制功能，可根据实际需求添加子系统，系统兼容性和稳定性较好。
参考文献：
[1]基于物联网的智能家居控制系统研究[J]. 李正明,吴波. 现代科学仪器. 2012(02)
[2]基于物联网的智能家居控制系统[J]. 王路. 现代建筑电气. 2014(12)
[3]物联网技术及智能家居应用研究[J]. 李莎. 现代电子技术. 2012(21)
作者简介：叶倩（1989.01.10），性别：女；籍贯：扬州；民族：汉；学历：硕士；职称：工程师；职务：大学教师；研究方向：物联网嵌入式系统。
王旭东（1985.07.04），性别：男；籍贯：忻州；民族：汉；学历：硕士；职称：工程师；职务：产品研发经理；研究方向：流媒体嵌入式系统。
论文作者:叶倩,王旭东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
标签：家电论文; 控制系统论文; 终端论文; 节点论文; 智能论文; 数据论文; 智能家居论文; 《电力设备》2017年第17期论文;