基于蓝牙和MSP430的智能家居系统

引言

目前，以蓝牙为代表的小区域无线通信技术正迅速发展。本文论述了基于蓝牙和ＭＳＰ４３０单片机，采用ＰＳＴＮ技术实现的一种新型智能家居系统。

ＭＳＰ４３０单片机

本系统采用的ＭＳＰ４３０单片机

是ＴＩ公司生产的１６位高性能单片

机。该机型具有超低功耗、极高性

价比、极低开发成本和支持在线编

程等诸多优点，被广泛应用于通

信、仪表、工业控制等领域。

硬件设计

基于蓝牙技术的智能家居系

统，其硬件组成主要包括蓝牙主设

备和蓝牙从设备两大部分。所有的

从设备都是内嵌了蓝牙模块和

ＭＳＰ４３０单片机的通信终端，它们

以主设备为核心，借助蓝牙无线信

各从设

同时

ＰＳＴＮ接口相连，借助

ＤＴＭＦ（双音多频）数据

蓝牙主设备硬件设计

蓝牙主设备主要由单片机

、爱立信蓝牙模块

信号编解码电

其总体构成如图１

主设备中的单片机ＭＳＰ４３０

片上资源丰富，内含

１６位定

ＵＳＡＲＴ接口，４８个Ｉ／Ｏ

基于蓝牙和ＭＳＰ４３０的智能家居系统

■ 辽宁工程技术大学电子与信息工程系 康习勇 惠晓威

图１ 蓝牙主设备硬件框图

图２ 蓝牙从设备硬件框图

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Electronic Design & Application World-Nikkei Electronics China

引脚，足以轻松实现主设备的各项功能。其中的蓝牙模块选用的是爱立信ＲＯＫ１０１００７，它与ＭＳＰ４３０Ｆ１４９之间以ＨＣＩ　ＵＡＲＴ方式相连。

振铃检测电路的输入端直接与电话线接口相连，电话线路未来振铃时，交换机送来的是４８Ｖ直流信号，此信号被Ｃ１、Ｃ２两个隔直电容隔离，此时电路不工作。当用户被呼叫时，由交换机送来的是有效值为９０±１５Ｖ，２５Ｈｚ的正弦波，该信号通过隔直电容后，经全波整流、降压、滤波、稳压后送入光电耦合器。振铃检测电路的输出ＩＮＴ０可以作为单片机的外部中断触发信号。单片机通过检测该信号就可以计算振铃次数，为模拟摘机作准备。

当人工摘机时，电话线回路电流会突然变为３０ｍＡ的直流信号，程控交换机正是通过检测这一变化来判断电话机是否已经摘机的。换句话说，只要电话回路电流突然变大，交换机即认为已经摘机。依据这一原理，自动摘／挂机电路可以这

样设计：利用单片机的Ｉ／Ｏ口经光耦隔离、开关三极管放大后驱动一个带常开触点的继电器，将继电器触点和一阻值约３００?的电阻串连后并接在电话线接口即可。通过控制继电器触点的通断即可实现自动摘／挂机

功能。

ＤＴＭＦ编解码电路主要负责远程控制和自动拨号报警时的ＤＴＭＦ信号编解码任务，其核心元件选用的是ＭＴ８８８０。单片调制／解调电路的主要任务是负责三表数据的远程传送，其核心部分选用的是单片Ｍｏｄｅｍ芯片ＡＭ７９１０１。以太网接口电路的核心芯片选用的是ＲＴＬ８０１９ＡＳ以太网控制器，它所实现的功能是宽带网接入。

蓝牙从设备硬件设计

系统中的蓝牙从设备可分为三类：报警触发类、三表类和受控信

息家电类。这三类从设备也都是内

嵌蓝牙模块和ＭＳＰ４３０单片机的蓝牙设备。为了节省篇幅，此处将这三类设备画在了同一幅图中，其组成框图如图２所示，具体设计时按照图示结构设计即可。

软件设计

软件编程主要包括蓝牙通信软件设计和主从设备应用程序设计两

大部分。

蓝牙通信软件设计

两个蓝牙设备进行数据通信是通过ＨＣＩ分组实现的。ＨＣＩ分组有命令分组、事件分组和数据分组。ＡＣＬ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＬｅｓｓ）数据通信流程一般包括以下６个步

骤：蓝牙模块初始化、ＨＣＩ流量控制设置、查询、建立连接、数据传输和断开连接。

这部分程序主要借助爱立信的ＥＢＤＫ开发包，在Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ环境下用Ｃ语言开发实现。

蓝牙主从设备应用程序设计蓝牙主从设备的应用程序比较复杂，因此在设计这部分软件时遵循了模块化的设计思想。图３和图４分别给出了主设备远程控制和从设备主程序部分的流程图。所有的程序模块均在Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ系统中，借助ＭＳＰ４３０模拟集成开发环境ＩＡＲＥｍｂｅｄｄｅｄ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ　，用Ｃ语言实现。

结语

采用上述方案设计的智能家居系统，功能强大、结构紧凑、性价比高、维护方便、开发容易。实验表明整个系统的通用性和可扩展性较好。■

参考文献

１　马建仓，罗亚军，赵玉亭．　蓝牙核心技术及应用．　北京：科学出版社，２００３

２ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ＳＩＧ　．Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｓｙｓｔｅｍ　（ｃｏｒｅ），Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．１．Ｆｅｂ．２２，２００１

（收稿日期：２００４－１１－１０）

图３　主设备远程控制流程图

图４ 从设备应用程序

流程图