使用Arduino和GSM模块的家庭自动化

在本文中，我们将发布一个非常有用的家庭应用程序-基于GSM的家庭自动化使用Arduino．该项目包括a16×2液晶模块用于显示家用电器的状态。您可以通过手机发送短信来改变连接设备的状态(打开或关闭)。收到短信命令后通过GSM模块， arduino将改变SMS中提到的设备的状态(打开/关闭)。

项目目标

• 通过GSM将连接的设备状态发送/监控到指定的手机号码。
• 通过短信接收命令后，更改设备的状态(开/关)。
• 通过16×2 LCD模块显示设备状态。

注意:-为了演示，我们使用3个LED来代表3种不同的设备。我们还连接了一个12伏直流电机作为第四个设备。你可以把这些LED换成真正的电灯泡、电机、风扇、电视、冰箱等设备。您应该使用适当的支持电路将这些设备连接到下面给出的电路图。

让我们开始构建我们的项目-基于GSM的家庭自动化使用Arduino。

电路图-使用Arduino的家庭自动化

如图所示组装电路!下面将解释重要的联系。

这里我们使用的是SIM900 GSM模块。GSM模块与arduino之间的通信是串行的。这种连接的问题是，在Arduino编程时使用串行端口从Arduino IDE加载程序。如果在布线中使用这些引脚，程序将无法成功加载到Arduino。所以你必须把电线断开处方和Tx每次将程序刻录到Arduino时。一旦程序加载成功，您就可以重新连接这些引脚并使系统工作。

为了避免这个困难，我使用了另一种方法，即使用Arduino的两个数字引脚进行串行通信。我们需要为这种方法选择Arduino的两个使能PWM的引脚。所以我选择引脚9和10(这是PWM启用引脚)。这种方法是通过Ardunio的SoftwareSerial Library实现的。SoftwareSerial是Arduino的一个库，可以通过Arduino的其他数字引脚进行串行数据通信。该库复制硬件功能并处理串行通信任务。这将有助于程序员使用硬件串行引脚进行调试。

注意:- - - - - -阅读我们的完整教程GSM模块与Arduino接口．

电路的另一部分是Arduino与16×2 LCD的接口．JHD162A是这里使用的LCD模块。JHD162A是一款基于日立HD44780驱动的16×2液晶模块。JHD162A有16个引脚，可以在4位模式(仅使用4条数据线)或8位模式(使用所有8条数据线)下工作。这里我们使用4位模式的LCD模块。为了方便Arduino和LCD模块之间的通信，我们使用了Arduino内置的库< LiquidCrystal.h >-这是为使用日立HD44780芯片组(或兼容芯片组)的LCD模块编写的。

为了演示家用电器的工作原理，我们使用了三个LED灯泡和一个直流电机。这些连接到阿兰的A0- A3引脚，微型蜂鸣器连接到A4。蜂鸣器会在收到有效短信后发出哔哔声。这里我们使用的是12V直流电机，它不能直接从Arduino板驱动(Arduino的电流能力非常有限)。因此，这里使用BC547晶体管来驱动直流电机。

程序/代码-家庭自动化使用Arduino

#include  #include  #define bulb1_pin A0 #define bulb_2Pin A1 #define bulb_3Pin A2 #define fanPin A3 #define buzzerPin A4液晶lcd(13,12,5,4,3,2);SoftwareSerial gsm(10、11);int i = 0;字符串incomingString=""，设备="";字符字符,但[100]= " ";boolean bulb1_status = false, bulb_2Status = false, bulb_3Status = false, fanStatus = false;长previous_millis = 0;void setup() {Serial.begin(9600);lcd.begin(16日2);gsm.begin (9600); pinMode(bulb_1Pin,OUTPUT); pinMode(bulb_2Pin,OUTPUT); pinMode(bulb_3Pin,OUTPUT); pinMode(fanPin,OUTPUT); pinMode(buzzerPin,OUTPUT); digitalWrite(bulb_1Pin,LOW); digitalWrite(bulb_2Pin,LOW); digitalWrite(bulb_3Pin,LOW); digitalWrite(fanPin,LOW); digitalWrite(buzzerPin,LOW); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" GSM BASED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" HOME AUTOMATION"); delay(2000); } void send_deviceStatus() { gsm.println("AT+CMGF=1"); buzzer(2); gsm.println("AT+CMGS=\"+918129613637\"\r"); buzzer(2); gsm.print("BULB 1 "); if(bulb_1Status==true) gsm.println("ON \n"); if(bulb_1Status==false) gsm.println("OFF \n"); gsm.print("BULB 2 "); if(bulb_2Status==true) gsm.println("ON \n"); if(bulb_2Status==false) gsm.println("OFF \n"); gsm.print("BULB 3 "); if(bulb_3Status==true) gsm.println("ON \n"); if(bulb_3Status==false) gsm.println("OFF \n"); gsm.print("FAN "); if(fanStatus==true) gsm.println("ON \n"); if(fanStatus==false) gsm.println("OFF \n"); buzzer(2); gsm.println((char)26); buzzer(2); gsm.println("AT+CNMI=2,2,0,0,0"); buzzer(2); } void buzzer(int k) { int j; for(j=0;j 2000) { previous_millis = millis(); if(i==0){ lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 1 "); if(bulb_1Status==true) lcd.print("ON "); if(bulb_1Status==false) lcd.print("OFF ");} if(i==1){ lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 2 "); if(bulb_2Status==true) lcd.print("ON "); if(bulb_2Status==false) lcd.print("OFF ");} if(i==2){ lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 3 "); if(bulb_3Status==true) lcd.print("ON "); if(bulb_3Status==false) lcd.print("OFF ");} if(i==3){ lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" FAN "); if(fanStatus==true) lcd.print("ON "); if(fanStatus==false) lcd.print("OFF ");} i++; } if(gsm.available()) { if(gsm.read()=='*') { while(!gsm.available()){} incomingString += gsm.readStringUntil('#'); // Serial.println(incomingString); } } if(incomingString.equals("B1ON")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 1 ON "); buzzer(5); bulb_1Status = true; goto top;} if(incomingString.equals("B2ON")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 2 ON "); buzzer(5); bulb_2Status = true; goto top;} if(incomingString.equals("B3ON")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 3 ON "); buzzer(5); bulb_3Status = true; goto top;} if(incomingString.equals("FON")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" FAN ON "); buzzer(5); fanStatus = true; goto top;} if(incomingString.equals("B1OFF")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 1 OFF "); buzzer(5); bulb_1Status = false; goto top;} if(incomingString.equals("B2OFF")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 1 OFF "); buzzer(5); bulb_2Status = false; goto top;} if(incomingString.equals("B3OFF")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" BULB 1 OFF "); buzzer(5); bulb_3Status =false; goto top;} if(incomingString.equals("FOFF")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" FAN OFF "); buzzer(5); fanStatus = false; goto top;} if(incomingString.equals("STATUS")) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" SMS RECEIVED "); lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" SENDING STATUS ");send_deviceStatus(); goto top;} } } }

该程序不断地检查来自GSM模块的串行数据的可用性。当有新消息到达时，GSM模块采用软件串行方式将新消息传递给控制器。控制器将从到达的数据中解码命令，并将其存储在名为"incomingString”。解码通过简单地获取字符之间的字符串来完成‘*’和“#”．发送方必须在这些字符之间发送所有命令，以便从控制器获得适当的响应。的“incomingString”变量然后与保存的字符串(例如。“B1ON”)通过使用Arduino内置函数(incomingString.equals(" B1ON ");)．如果此函数的输出为true，则消息中提到的设备的状态将相应地改变。

我们可以从世界任何地方查看所有设备的状态，只需发送“*状态#”。控制器接收到字后，将所有连接设备的状态发送到指定的手机号码。一个用户定义的函数，即send_deviceStatus ()在程序中声明用于执行此操作。一旦接收到关键字，程序将调用这个函数。其中编写了配置GSM模块所需的AT命令和手机号码。