本发明涉及电子控制技术领域，尤其涉及一种基于手机app的智能家居控制系统及其控制方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高以及消费观念的转变，现代家庭已经逐渐由追求房间内部装饰的家居环境向家居智能化转变。与此同时，随着智能手机性能的提升以及移动互联网的发展，智能手机已经成为人们生活不可或缺的一部分，未来必将成为智能家居控制系统的主流控制终端。因此，在这种背景下研究基于手机app的智能家居控制系统具有极其重要的意义，能很好的满足人们对智能家居控制的方便性，可靠性以及灵活性的要求，能为人们提供了更便捷，更舒适的家居生活。
目前，手机app作为移动设备功能的扩展，受到越来越多用户的关注。手机app在一定程度上能将碎片化信息和时间高效整合，忽略了地域的差异和阻隔，具有便捷性、实时性、定制性和定向性的特征，使受众与媒体在接近于零成本的互动中得到信息的传播。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于手机app的智能家居控制系统及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种基于手机app的智能家居控制系统，该系统包括：硬件控制模块，以及与硬件控制模块之间通过无线连接的手机app；
硬件控制模块包括：单片机、gsm模块、激光红外接收模块、光敏传感器模块、液化气传感器模块、烟雾传感器模块、第一继电器、第二继电器、智能开关以及智能插座；其中：
单片机，作为主控制器，用于接收各个传感器采集到的数据，并实现与手机app之间的数据通信，以及控制指令的传递；
gsm模块，与单片机连接，并与手机app无线连接，用于实现单片机与手机app之间的无线数据通信；
激光红外接收模块，与单片机连接，用于发射激光红外信号，对智能开关进行控制；
光敏传感器模块，与单片机连接，用于检测环境中的光强度信息，并对智能插座进行控制；
液化气传感器模块，与单片机连接，用于检测环境中的液化气浓度信息，并发送给单片机，若浓度超过阈值时，发出报警信号；
烟雾传感器模块，与单片机连接，用于检测环境中的烟雾浓度信息，并发送给单片机，若浓度超过阈值时，发出报警信号；
智能开关，通过第一继电器与单片机相连，根据控制指令控制与智能开关连接的灯的开启和关闭；
智能插座，通过第二继电器与单片机相连，根据控制智能控制与智能插座连接的用电电器的开启或关闭；
手机app，用于向硬件控制模块发出控制指令，并接收反馈回来的各种信息以及报警信号。
进一步地，本发明的gsm模块的电源端口与单片机的电源端口连接，并同时与+5v的电源相连；gsm模块的接地端口与单片机的接地端口相连；gsm模块的数据接收、发送端口分别与单片机的数据接收、发送端口相连。
进一步地，本发明的单片机上连接有复位电路，复位电路与单片机的复位端口相连。
进一步地，本发明的单片机上连接有晶振电路，晶振电路与单片机的时钟端口相连。
进一步地，本发明的激光红外接收模块的电源端口与+5v电源相连，输出端口与单片机相连，接地端口与地相连。
进一步地，本发明的硬件控制模块上还设置有蜂鸣器电路；蜂鸣器电路中，蜂鸣器一端接地，另一端与三极管的集电极相连，三极管的发射极与+5v电源相连，三极管的基极通过电阻与单片机相连。
进一步地，本发明的光敏传感器模块、液化气传感器模块以及烟雾传感器模块的电源端口均与+5v电源相连，接地端口均与地相连，数字输出端口均与单片机相连。
进一步地，本发明的第一继电器和第二继电器的电源端口均与+5v电源相连，接地端口均与地相连，数字输出端口均与单片机相连。
本发明提供一种基于手机app的智能家居控制系统的控制方法，该方法包括以下控制程序主流程：
s-101、开始；
s-102、端口初始化及串口通信初始化；
s-103、使用at指令建立单片机与gsm模块的连接；
s-104、连接是否成功；
s-105、是，则执行s-106；否，则执行s-103；
s-106、从手机app开始接收控制命令；
s-107、判断何种控制命令；
s-108、若为电平控制命令，则执行s-109；若为短消息控制命令，则执行s-111；
s-109、判断何种模块命令；
s-110、若为激光接收模块，则执行s-113；若为光敏传感器模块，则执行s-114；若为液化气或烟雾报警模块，则执行s-115；
s-111、判断何种指令命令；
s-112、若为灯控制指令，则执行s-113；若为电机控制指令，则执行s-114；
s-113、控制智能开关闭合或断，执行s-106；
s-114、控制智能插座闭合或断，执行s-106；
s-115、蜂鸣器报警；
s-116、发送报警信息给手机app，执行s-106。
进一步地，本发明的该方法还包括手机app的控制主流程：
s-201、初始化；
s-202、用户登录系统认证；
s-203、若成功，则执行s-204，若失败，则执行s-202；
s-204、检测系统有无连接到硬件控制模块的设备；
s-205、若系统有连接，则执行s-207，若无，则执行s-206；
s-206、引导用户连接设备；
s-207、显示家居设备的当前状态；
s-208、判断用户是否选择设备；
s-209、若是，则执行s-210，若否，则执行s-208；
s-210、跳转到相应设备的控制界面；
s-211、判断用户是否控制操作设备；
s-212、若是，则执行s-213，若否，则执行s_211；
s-213、向设备端发送控制命令；
s-214、接受反馈并显示，执行s-207。
本发明产生的有益效果是：本发明的基于手机app的智能家居控制系统及其控制方法，能够实现手机app实时显示家居环境状态以及通过传感器模块实现对家居设备的自动控制；通过手机app无线控制家居设备和实时显示家居环境状态，具有方便安全，成本低，结构简单，响应迅速的特点，可通过弱电控制强电来实现手机对家居设备的远程控制，也可嵌入大型自动化系统中使用；因此本发明具有便捷性、实时性、定制性和定向性的特征。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的完整结构示意图；
图2是本发明实施例的单片机模块的主流图；
图3是本发明实施例的手机app的主流图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，在本发明的具体实施例中，基于手机app的智能家居控制系统，该系统包括：硬件控制模块，以及与硬件控制模块之间通过无线连接的手机app；
硬件控制模块包括：单片机、gsm模块、激光红外接收模块、光敏传感器模块、液化气传感器模块、烟雾传感器模块、第一继电器、第二继电器、智能开关以及智能插座；其中：
单片机，作为主控制器，用于接收各个传感器采集到的数据，并实现与手机app之间的数据通信，以及控制指令的传递；
gsm模块，与单片机连接，并与手机app无线连接，用于实现单片机与手机app之间的无线数据通信；
激光红外接收模块，与单片机连接，用于发射激光红外信号，对智能开关进行控制；
光敏传感器模块，与单片机连接，用于检测环境中的光强度信息，并对智能插座进行控制；
液化气传感器模块，与单片机连接，用于检测环境中的液化气浓度信息，并发送给单片机，若浓度超过阈值时，发出报警信号；
烟雾传感器模块，与单片机连接，用于检测环境中的烟雾浓度信息，并发送给单片机，若浓度超过阈值时，发出报警信号；
智能开关，通过第一继电器与单片机相连，根据控制指令控制与智能开关连接的灯的开启和关闭；
智能插座，通过第二继电器与单片机相连，根据控制智能控制与智能插座连接的用电电器的开启或关闭；
手机app，用于向硬件控制模块发出控制指令，并接收反馈回来的各种信息以及报警信号。
本实施例中，基于手机app的智能家居控制系统设计，具体实现系统包括：硬件模块、硬件的控制程序和手机app。
硬件模块中sim80mcgsm模块的vcc与单片机u1的vcc连接，sim800cgsm模块的rxd、txd与单片机u1的txd、rxd对应连接，sim800cgsm模块的vcc和单片机u1的vcc均与+5v电源连接，sim800cgsm模块的gnd和单片机u1的gnd与地连接；sim800cgsm模块与天线连接。
开关s1的一端和电容c1的一端均与+5v电源连接，开关s1的另一端、电容c1的另一端和电阻r1的一端均与单片机u1的rst连接，电阻r1的另一端与地连接；电容c2的一端和电容c3的一端均与地连接，电容c2的另一端和晶体振荡器x1的一端均与单片机u1的xtal1连接，电容c3的另一端和晶体振荡器x1的另一端均与单片机u1的xtal2连接；单片机u1的gnd与地连接。
激光红外接收模块的vcc和+5v电源连接，激光红外接收模块的out和单片机u1的接口p1.0连接，激光红外接收模块的gnd和地连接；单片机u1的接口p1.1与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与三极管bjt1的基极连接，三极管bjt1的发射极与+5v电源连接，三极管bjt1的集电极与蜂鸣器b1的一端连接,蜂鸣器b1与地连接；光敏传感器模块的vcc与+5v电源连接，光敏传感器模块的do与单片机u1的接口p2.0连接，光敏传感器模块的gnd与地连接；mq-5液化气传感器模块的vcc与+5v电源连接，mq-5液化气传感器模块的do与单片机u1的接口p2.1连接，mq-5液化气传感器模块的gnd与地连接；mq-2烟雾传感器模块的vcc与+5v电源连接，mq-2烟雾传感器模块的do与单片机u1的接口p2.2连接，mq-2烟雾传感器模块的gnd与地连接。
继电器模块1的vcc与+5v电源连接，继电器模块1的do与单片机u1的接口p2.3连接，继电器模块1的gnd与地连接；开关s2的一端与灯泡l1的一端连接，开关s2另一端与220v，50hz的交流电压源ac的一端连接，灯泡l1的另一端和交流电压源ac的另一端连接；继电器模块1通过控制开关s2的闭合或断开来控制灯泡l1的亮或灭；继电器模块2的vcc与+5v电源连接，继电器模块2的do与单片机u1的接口p0.0连接，继电器模块2的gnd与地连接；开关s3的一端与交流电机m1的一端连接，开关s3另一端与220v，50hz的交流电压源ac的一端连接，交流电机m1的另一端和交流电压源ac的另一端连接；继电器模块2通过控制开关s3的闭合或断开来控制交流电机m1的运转或停止。
如图2所示，基于手机app的智能家居控制系统的控制方法，包括以下控制程序主流程：
s-101、开始；
s-102、端口初始化及串口通信初始化；
s-103、使用at指令建立单片机与gsm模块的连接；
s-104、连接是否成功；
s-105、是，则执行s-106；否，则执行s-103；
s-106、从手机app开始接收控制命令；
s-107、判断何种控制命令；
s-108、若为电平控制命令，则执行s-109；若为短消息控制命令，则执行s-111；
s-109、判断何种模块命令；
s-110、若为激光接收模块，则执行s-113；若为光敏传感器模块，则执行s-114；若为液化气或烟雾报警模块，则执行s-115；
s-111、判断何种指令命令；
s-112、若为灯控制指令，则执行s-113；若为电机控制指令，则执行s-114；
s-113、控制智能开关闭合或断，执行s-106；
s-114、控制智能插座闭合或断，执行s-106；
s-115、蜂鸣器报警；
s-116、发送报警信息给手机app，执行s-106。
如图3所示，基于手机app的智能家居控制系统的控制方法，还包括手机app的控制主流程：
s-201、初始化；
s-202、用户登录系统认证；
s-203、若成功，则执行s-204，若失败，则执行s-202；
s-204、检测系统有无连接到硬件控制模块的设备；
s-205、若系统有连接，则执行s-207，若无，则执行s-206；
s-206、引导用户连接设备；
s-207、显示家居设备的当前状态；
s-208、判断用户是否选择设备；
s-209、若是，则执行s-210，若否，则执行s-208；
s-210、跳转到相应设备的控制界面；
s-211、判断用户是否控制操作设备；
s-212、若是，则执行s-213，若否，则执行s_211；
s-213、向设备端发送控制命令；
s-214、接受反馈并显示，执行s-207。
由于采用上述技术方案，本发明的下位机硬件系统、app应用软件共同作用。控制信号由手机端app控制发出，app中可引导用户连接设备，还可显示家居环境中各设备状态，每个房间都有相匹配的sim800cgsm模块，可以实现一对多通信。手机app对应的手机账号与sim800cgsm部分的手机账号相连接后，可由手机发出控制信号。控制信号发出后，等待sim800cgsm模块接收信息，再与单片机一对一通信，其中晶振振荡器部分用于产生稳定的机器周期，复位开关部分为初始化系统提供开关。继电器模块控制电路中，通过来自手机app的控制信号来触发继电器模块1和继电器模块2，继电器模块1和继电器2再进一步控制开关s2和s3，实现对家居环境中如空调，电视等设备的控制。同时，本系统中的激光红外接收模块，光敏传感器模块，mq-5液化气传感器模块和mq-2烟雾传感器模块能实时监测家居环境中的各种信号，并实时上传信号至手机app和继电器模块1和继电器模块2，从而实现手机app实时显示家居环境状态以及通过传感器模块实现对家居设备的自动控制。因此本发明具有便捷性、实时性、定制性和定向性的特征。
因此该系统通过手机app无线控制家居设备和实时显示家居环境状态，具有方便安全，成本低，结构简单，响应迅速的特点，可通过弱电控制强电来实现手机对家居设备的远程控制，也可嵌入大型自动化系统中使用。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。