单片机课程设计报告
基于STM32单片机的智能家居系统设计
姓名：sssssssssbbbbbbbb
班级：333334444
学号：xxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxx
指导老师：yyyyyyyyy
日期：2012.05.27～2012.06.07
华南农业大学工程学院
摘要
目前市场上针对普通家庭的智能防盗、防火等产品很多，但基于远程报警系统的智能家居产品价格不菲。本次设计的基于STM32的智能家居报警系统实用性非常强，设计成本低廉，非常适合普通家庭使用,而且随时可以升级。本产品采用的是以意法半导体公司生产的单片机STM32F103RBT6作为主控芯片，AT24C02作为静态存储芯片，4*4 薄膜键盘和红外热式感应作为探测器，GSM和扬声器的家庭报警模块。
随着信息技术的发展，实现家居的信息化、网络化，是当前智能家居系统发展的新趋势。本设计将通信技术与防盗系统紧密结合，为一款便敏小巧，低成本，适合普通室内报警的智能报警系统。本系统通过传感器获取室内人员信息，并将信号发送到单片机微处理器。系统收到报警信息后通过辨认密码的方式确定目标身份，并通过蜂鸣器报警的方式警示入侵者。另外，系统配备具手机通信功能的GSM模块，能将室内安全状况第一时间发送至用户手机终端。不仅大大提高系统安全性及智能性，也方便用户的使用。
经测试，本系统稳定可靠，同时具有友好的人机界面，为用户提供安全服务的同时，实现系统智能化管理。
关键字：智能报警存储器传感器 GSM
目录
1 方案比较与选择 (1)
1.1 方案一：采用数字电路控制 (1)
1.2 方案二：采用双音多频电路与语音电路相结合的控制方案 (1)
1.3 方案三：采用以STM32单片机为核心的控制方案 (2)
2 主要元器件介绍 (3)
2.1 主芯片—STM32 (3)
2.2 显示屏--OLCD12864 (4)
2.3 外部存储芯片--AT24C02 (5)
3 模块分析 (7)
3.1 STM32控制模块 (7)
3.2 密码锁键盘输入及存储模块 (7)
3.3人体热释感应模块 (7)
3.4显示模块 (7)
3.5报警模块 (7)
4 硬件组成部分 (8)
4.1 硬件组成部分 (8)
4.2 仿真分析 (11)
5 电路板的制作，焊接，调试 (13)
5.1电路板制作 (13)
5.2电路板焊接 (14)
5.3电路板调试 (14)
6 讨论及进一步研究和建议 (15)
7 课程设计心得 (16)
附录 (17)
参考文献 (34)
1、方案的比较与选择
1.1 方案一：
由数字电路搭建的智能家居安全系统，用以双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码控制系统的核心控制，共设了9个数字输入键，还有确认键和取消键等。如果用户输入密码错误，则电路将报警；若电路连续报警三次，即密码输入错误3次，电路将锁定键盘并长时间报警。这样可以防止他人潜入进入家居住宅。方案系统框图如图1所示。
图1
1.2 方案二：
通过微处理器控制技术将双音多频电路与语音电路相结合，利用电话网络技术和相关的传感器，开发一种具有联网功能的智能报警系统。该报警系统由传感器终端、计算机控制中心、小区管理中心的接警主机及相关软件组成。如图2所示，主机电路由射频接收模块接收传感器发来的报警信号，通过解码电路解码后得到报警传感器预先设定的地址码和数据码类型。主机和传感器两者设定的地址码相同时才能被主机接收。解码输出信号进入主控制器的中断输入端，触发中断处理程序。
图2
1.3 方案三：
本方案以STM32单片机作为控制核心，通过密码锁进行验证，使用LCD 模块进行显示，当密码输入错误次数大于三次时，将被视为非法入侵，语音报警模块发出报警。若通过其他途径非法侵入时，该系统将通过热释人体感应模块启动报警模块进行报警。总体系统框图如图3所示：
图3
方案一设计简单且操作容易，但没有可发展空间，而且后期修改几乎是不可能的；方案二的系统功能齐全，但是设计复杂，该系统适用于小区式管理，实现小区与物业管理中心的安全状态保障，最终实现小区联网控制，适合在小区管理用户大规模使用；方案三虽然功能偏少，设计相对简单，而且实现相对容易，适合于家庭个人用户使用，最重要的是该方案具有极大的扩展空间，设计灵活，可以自由嵌入各模块，同时可以通过修改程序来改变功能。综上三种方案，结合自身的设计水平，我们组选择方案三作为我们的最终设计方案。
STM32控制模
块
液晶显示模
块
人体热释感
应模块 E 2PROM 4x4密码锁键盘输入模块
语音芯片 功放 扬声器
GSM 模块
2、主要元器件介绍
2.1 主芯片—STM32F103RBT6
STM32F103RBT6/STM32F103是 ST 公司基于ARM最新Cortex-M3架构内核的32位处理器产品，内置128KB的Flash、20K的RAM、12位AD、4个16位定时器和3路USART通讯口等多种资源，时钟频率最高可达72MHz。
参数介绍如图4：
图4
2.2 显示屏--OLCD12864
2.2.1概述
OLCD12864带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII 字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
2.2.2基本特性:
（1）、低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）
（2）、显示分辨率:128×64点
（3）、内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选)
（4）、内置 128个16×8点阵字符
（5）、2MHZ时钟频率
（6）、显示方式：STN、半透、正显
（7）、驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS
（8）、视角方向：6点
（9）、背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 （10）、通讯方式：串行、并口可选
（11）、内置DC-DC转换电路，无需外加负压
（12）、无需片选信号，简化软件设计
（13）、工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃
2.2.3、应用说明
①欲在某一个位置显示中文字符时，应先设定显示字符位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。
②显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时，只须设定一次显示地址，由模块自动对地址加1指向下一个字符位置，否则，显
示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。
③当字符编码为2字节时，应先写入高位字节，再写入低位字节。
④模块在接收指令前，向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态，即读取BF标志时BF需为“0”，方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查BF 标志，则在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确定执行完成。指令执行的时间请参考指令表中的指令执行时间说明。
⑤“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更“RE”后，以后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位，否则使用相同指令集时，无需每次均重设“RE”位。
2.3 外部存储芯片--AT24C02
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，电可擦可编程只读存储器，是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。 EEPROM 可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。
它是可用户更改的只读存储器（ROM），其可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程（重写）。不像EPROM芯片，EEPROM不需从计算机中取出即可修改。
AT24CXX是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，典型的型号有AT24C01A/02/04/08/16等5种，它们的存储容量分别是1024/2048/4096/8192/16384位；也就是128/256/512/1024/2048字节；使用电压级别有5V，2.7V,2.5V,1.8V。
AT24C02是一个CMOS标准的EEPROM存储器，是AT24CXX系列（AT24C01/02/04/08/16）成员之一，这些EEPROM存储器的特点是功耗小、成本低、电源范围宽，静态电源电流约30uA～110uA，具有标准的I2C总线接口，是应用广泛的小容量存储器之一。
图5
图5是AT24C02的引脚图，这个芯片是一个8脚芯片，内部存储器有256
字节。引脚功能介绍如下：
A0（引脚1）：器件地址的A0位，是器件地址的最低位，器件地址排列是A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 R/W。
A1（引脚2）：器件地址的A1位。
A2（引脚3）：器件地址的A2位。
GND（引脚4）：地线。
SDA（引脚5）：数据总线引脚。
SCL（引脚6）：时钟总线引脚。
TEST（引脚7）：测试引脚，
Vcc（引脚8）：电源线引脚。
3、模块分析
本系统的硬件部分主要由单片机STM32F103RBT6、晶振电路、报警电路、4×4矩阵键盘和OLCD12864显示电路和人体热释感应模块组成；其中报警电路使用扬声器进行声音报警。总的来说，智能家居系统主要由微处理器模块（MCU）、模块、人体红外检测报警模块、键盘模块、显示模块构成。
3.1 STM32控制模块
微处理器模块，也就是由STM32F103RBT6单片机构成，因为本系统要实现密码检测、密码设定、声光提醒等功能，要求微处理器必须提供足够的I/O口，而且由于系统体积限制，所以选用STM32F103RBT6单片机。
3.2 4x4密码锁键盘输入及存储模块
本设计采用的是矩阵式按键键盘，它由行线和列线组成，也称行列式键盘，按键位于行列的交叉点上，密码锁的密码由键盘输入完成，与独立式按键键盘相比，要节省很多I/O口。
本设计中使用的这个4*4键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用，比如修改密码后退功能等。键盘的每个按键功能可以在程序设计中设置。
存储模块不仅可以存储及修改用户的6位密码，还可以动态地存储修改用户的手机号码，手机号码的最大容量为7个，方便用户更换手机后不影响GSM模块的报警功能的使用。
3.3人体热释感应模块
当检测到非法入侵的人体时，启动报警模块报警。
3.4显示模块
考虑到友好的人机界面，采用OLCD12864液晶显示。显示模块的作用主要是显示当前家居安全情况、提示信息和输入的密码，以方便用户使用。
3.5报警模块
报警模块主要有两大部分组成。第一部分是由语音芯片、功放、扬声器组成的声音报警电路，当密码输入错误次数大于三次，或者有非法侵入等行为，系统会用扬声器实现声音报警；第二部分主要是由GSM模块构成的短信通知电路，当遇到前面所述的情况时，GSM模块会向主人手机发送短信提醒有非法入侵。
4、硬件组成部分及仿真分析4.1 硬件组成部分：
4.1.1 STM32单片机控制模块：
图6
4.1.2 存储芯片AT24C02模块电路图：
图7
4.1.3 4x4密码锁键盘输入模块：
图8 4.1.4 GSM模块：
图9 4.1.5 SW调试接口：
图10
4.1.7 电源模块：
4．1.8 人体热释感应模块：
图13
图14
4.2 仿真分析
由于电路的其它部分功能相对简单，所以在硬件上直接可以实现，并未对它们进行仿真，这里只对GSM模块进行仿真调试，分析结果如下: 通过RS-232将GSM模块和主控制板连接起来。这样要注意要将RXD-RXD,TXD-TXD连接起来，不要凭经验交叉连接。
这里我采用串口调试助手，通过RS-232与电脑连接来调试。把串口波特率设置为9600，效验为设置为NONE，数据位8位，停止位1位。
图15
模块有两种发送方式:TEXT模式和PDU模式。PDU模式可以用Unicode编码
发送英文、汉字。采用PDU模式比较复杂，TEXT模式虽然只能发送英文，但其
无需编码，发送简单，所以我在测试时采用TEXT模式。
TEXT 发送模式：（相对简单很多。）
发送：AT<回车>
返回：AT<回车>
OK
发送：AT+CMGF=1<回车>
返回：AT+CMGF=1<回车>
OK
发送：AT+CSCA=+86130********<回车>
返回：AT+CSCA=+86130********<回车>
OK
发送：AT+CMGS=131********<回车>
返回：AT+CMGS=131********<回车>
>
发送：XXXXXX(0-9，A-Z)[XXXXX 是指阿拉伯数字0-9，英文26 个字母A-Z] 返回：XXXXXX(0-9，A-Z)[XXXXX 是指阿拉伯数字0-9，英文26 个字母A-Z] 发送：1A(十六进制发送)<回车>
返回：+CMGS: XXX
OK
以上为 TEXT 方式发送截图：
如果不能正常发送，返回ERROR，则说明需要格式化。可以发送AT&F 命令格式化。
发送：AT&F<回车>
返回：AT&F<回车>
5、电路板的制作，焊接，调试
5.1电路板制作
在制作电路板之前，先画好PCB电路图。注意点有三个：①、元件的封装。注意焊盘的大小和焊盘之间的距离。②、注意线宽大小，本设计把线宽调至0.8mm。③、布局和布线。注意尽量少飞线和单层PCB板布线。
电路板制作有以下5步：
(1)打印电路图：先设置相关的参数，后在油性纸面上进行PCB电路图的打印，将图纸打印好之后后，注意不要刮落到碳粉。
(2)过塑：把打印的PCB图紧紧贴到电路板上，并且用胶纸来黏好。之后把电路板放到过塑机上进行过塑，约20~40次。若印得不太理想，但是基本脉络都在，则可以使用油性笔进行线路修补。
(3)腐蚀：把过塑好的电路板放到盐酸与双氧水的混合物上面进行腐蚀。腐蚀过后，电路板要用清水清洗。
(4)用洗板水把碳粉清理干净，此时可以看到清晰的铜线线路。
(5)对焊盘中间进行钻孔，钻孔之后就是最终完成的电路板。
图16 PCB图
5.2电路板焊接
电路板制作好后，便可以进行焊接了。焊接时要注意下问题：
(1)检查一下电路板铜线是否存在隔断，若存在，则进行焊锡把隔断的铜线线路进行相连。
(2)对照原理图以及PCB图来进行焊接。
(3)注意排阻和电容的极性，插座的方向等问题。
(4)焊锡时注意某些相近的管脚是否相连导致短路。
5.3电路板调试
在电路板调试的过程中，我们是分模块进行调试，同时软件和硬件相结合，最开始的是检查LCD模块的实现，在接上各元器件之后，整个电路表面运行良好，屏幕也无法显示。我们再次检查电路，最开始以为是焊接出现问题，便再进行一次电路的检查，同时调节液晶显示的对比度，以希望得到最好的我亮度显示。最终经反复检查，发现时液晶接口的第三口的滑动变阻器的封装问题导致该滑动变阻器无法正常工作，经过讨论我们将其进行跳线连接。
然后进行蜂鸣器报警功能的检查，通过改变限流电阻的大小并烧写合适程序，我们是蜂鸣器达到预想期的效果。
第三就是进行人体红外感应模块的调试，该电路和程序较为简单，较为容易实现。
第四总系统的调试，经过前一轮的奋战，我们将所有模块按设想结合起来，修改程序并经过多次测试终于实现了预定功能。
6、讨论及进一步研究和建议
本设计的功能主要包括，手动修改和清除密码，手动输入、修改和删除手机号码（最大容量为7个），输入密码错误3次报警，人体红外检测入侵及入侵报警，密码断电保护，GSM短信报警，手动复位。应该特别提到的是密码断电保护，由于修改密码后，如果没有断电保护装置的话，在下一次启动电路的时候，上一次的密码是不会保存的，这对密码的安全性有很大的威胁；在此次设计中，我们是通过AT24C02芯片可实现密码和手机号码的存储，进行掉电保护。同时GSM 短信报警可以实现远距离监控。
7、课程设计心得
我们主要是运用单片机设计了一个报警系统，并且用模块化的设计方法来实现这个电路。在程序编写结束后，我们还对该程序进行了调试, 能按预期的效果进行模拟,基本完成课程设计的要求。
通过这次单片机课程设计，我们收获了很多：首先是对单片机的整个认识和把握，这个过程包括选题，利用c语言设计程序，选元器件，画电路原理图和PCB电路图，制板，到最后利用自制的板进行下载调试和检验，整个过程哪怕有一个细节错了，整个设计也就失败。我们一开始编好程序后，出现一些小错误导致无法完成编译。在解决程序设计问题之后，我们开始画电路原理图和PCB电路图，特别是在画PCB的时候，元器件的放置，布线出现很多问题。通过查阅相关资料，完成PCB之后我们又在制板的过程中遇到很多问题，如PCB线宽设置、焊盘直径设置等等，因为这些小问题会影响制板后电路板的制作效果，甚至会影响元器件的焊接。在焊接完程序片机后用单开发板进行下载调试和检验，最后才完成了这个课程设计。因为一开始没有经验，所以在整个过程中遇到了很多错误和麻烦，然而我们对一些错误却不能一步到位的判断出来，这就告诉我们设计一个实验或者做一件事情时，首先有一个大局意识，而且能够预见出现的问题和能够快速作出对这些问题或错误的反应与处理。同时通过这个实验，我们也深刻的发现理论与实际的区别，特别是电路的仿真与实际电路的运行有着很大的差别，往往能够在电脑进行成功仿真的电路在实际电路上却相差甚远。其次是通过写实验报告，我们也学到了一些东西，例如我们把我们的实验过程和成果弄出来了，如何把它们展示给其他人看，这就是规则的问题，虽然我们写的时候有时候会很麻烦，但是这也是方便大家交流的一种好方法。最后，通过这次设计实验，我们发现了编程软件有时候并不很好的放映实践情况，因此我们应该设计一个更好的软件来仿真，一个好的仿真软件可以减少对试验箱的依赖而且更方便仿真调试与程序的修改。
总之，这次实验不仅仅加强了我们的动手编程能力，也大大加强了我们团队合作以及设计的能力，使我们在理论学习和编程练习方面都获得了较大的收获。
附录
#include "stdint.h"
#include "string.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "CoOS.h"
#include "app.h" //用户任务函数
#include "BSP.h" //与开发板相关的函数
#include "LED.h"
#include "key_4x4.h"
#include "vir_key.h"
#include "vir_intrude_check.h"
#include "vir_warning.h"
#include "vir_ext_memory.h"
#include "vir_gui.h"
#include "vir_gsm.h"
#define MEM_BK20_NUM 10
#define MEM_BK20_SIZE 200
#define NULL 0
#define PHONE_IADD 8
#define PHONE_NADD 8
#define PHONE_MAX 7
#define PHONE_NMLEN 16
OS_STK StartUp_Stk[STARTUP_STK_SIZE]; //定义栈
OS_STK LED0_Stk[LED0_STK_SIZE]; //定义栈
OS_STK MainApp_Stk[MainApp_STK_SIZE]; //定义栈
OS_STK Alarm_Stk[Alarm_STK_SIZE]; //定义栈
uint8_t FlagFirstInter = 1;
typedef enum app_state {ST_PREVENT_DIS,ST_PREVENT_EN} APP_STATE; APP_STATE ST_Current = ST_PREVENT_DIS;
OS_MMID MemBk20_ID;
unsigned int MemBk20[MEM_BK20_SIZE/4];
uint8_t Alarm_Flag = 0;
uint8_t Alarm_EN = 0;
APP_STATE StPreventDis(void);
APP_STATE StPreventEn(void);
APP_STATE SetPassWord(void);
uint8_t CheckPassWord(void);
uint8_t SetIPhone(void);
void Phone_Init(void);
智能家居系统设计方案 2014 年 12 月
目录 一、智能家居系统的概述 ...................................... 错误 !未定义书签。 二、智能化家居代表未来趋势 ................................... 错误 !未定义书签。 三、设计原则依据 ............................................ 错误 !未定义书签。 四、建设目标 ................................................ 错误 !未定义书签。 五、系统介绍 ................................................ 错误 !未定义书签。 1 、智能灯光系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 2 、空调系统 . ................................................... 错误 !未定义书签。 3 、安防及对讲系统 .............................................. 错误 !未定义书签。 4 、家庭影音系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 5 、电动窗帘、电动遮阳蓬系统.................................... 错误 !未定义书签。 6 、远程网络遥控系统 ............................................ 错误 !未定义书签。 六、灯光控制示例 ............................................ 错误 !未定义书签。 七、结论、案例分享 .......................................... 错误 !未定义书签。
单片机课程设计报告 基于STM32单片机的智能家居系统设计 姓名：sssssssssbbbbbbbb 班级：333334444 学号：xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx 指导老师：yyyyyyyyy 日期：2012.05.27～2012.06.07 华南农业大学工程学院
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智能家居系统 1 智能家居整体系统的功能分析 背景和系统结构图的介绍 智能家居又称住宅智能化，是智能建筑的重要组成部分。它随着科技的高速发展和人们生活要求的不断提高而应运而生，成为21世纪的热点技术。智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，该过程（系统）利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术构建与家居生活有关的各种子系统，并将其有机结合在一起，通过统筹管理，将智能家居的被动静止结构转变为具有智慧的新动态，为住户生活提供全方位的信息交换功能，帮助家庭和外部、使用者与家庭环境之间保持信息交流畅通，优化人们的生活方式。 图1为智能家居的系统结构图，该图列举了典型智能家居的系统组成：家庭网关、电动窗帘和门窗系统、家庭智能照明系统、家庭多媒体系统、可视门禁系统、安防周界系统、环境温度控制系统、视频监控系统等，其中家庭网关是智能家居系统的通信管理单元和子系统控制中心，在家庭网关通信管理体系下，可构建家庭网络通信系统。 图1 智能家居系统结构图 通过采用上述功能系统，实现家居智能化和自动化。相对传统家居而言，智能家居通
过全新的3C技术（Computer Communication Control Technology），提供了全方位的信息服务，赋予了家居生活安全、舒适、节能的特性。 设计原则 （1）功能需求。智能家居注重满足人们在方便性和舒适度方面的需求，如：遥控功能（遥控控制家居范围内所有的灯，窗帘及其他电气设备），网络化控制、场景控制，本地控制等。 （2）高性价比。在系统设计中要充分考虑系统的性能和价格的要求，使系统在较低成本的条件下，尽可能满足用户需求。 （3）通用性。目前所有的智能家居技术都处于发展阶段，所以系统设计时，要注意选择兼容性好，符合国际通用协议的技术。 （4）兼容性和可扩展性。随着智能家居技术的不断发展，会有越来越多的家居智能化产品和技术的诞生，因此，在智能家居系统的设计之初，就必须考虑系统未来的兼容和发展。 （5）布线简洁。易于安装，符合大多数人的习惯。 （6）安全性。包括所进行设计运行过程的安全性和耐久性。 基于以上原则，才能设计出一套完整的智能家居系统。 设计依据 设计依据主要有： 《全国住宅小区智能化技术示范工程建设要点与技术导则》 《住宅小区安全技术防范综合报警服务系统设计导则》 《社会公共安全标准汇编》 《防盗安全门通用技术条件》（GB17565—2007） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16—2008） 《安全防范工程程序要求》（GA/T 75—1994） 《家庭布线标准》（TIA/EIA 570—A） 《计算机软件开发规范》（GB 8566—1988） 《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ 232—1982） 《建筑智能化系统工程实施及验收规范》（DB 32/366—1999） 《建筑智能化系统工程评估标准》（DB 32/T367—1999）
基于物联网的智能家居系统设计毕业设计论文I 基于物联网的智能家居系统设计 摘要 智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统和通信网络技术，将各种家用设施(如照明、安防、家电等)通过家庭网络连接到一起，从而为人们提供更为便利舒适的生活。传统的智能家居系统一般是通过有线线路布线和进行各种控制和通信的，人们难以脱离各种线缆的羁绊，而且系统的可扩展性能也很差。现代近距无线通信技术的发展，使得人们能够冲破这种束缚，营造更舒适的家居生活。家居网络可以大致分为数据网络和控制网络两大部分，本文主要针对智能家居系统的控制网络相关技术进行研究，并进行了系统设计。 本文主要按照以下几部分展开论述: 首先分析了智能家居系统的一般构成以及控制系统在智能家居的地位，并通过传统智能家居的特点进行分析，指出了目前市场上的智能家居系统的局限性，提出了基于短距无线网络的现代智能家居系统是将来的发展趋势。接着对智能家居控制的系统构架以及相关关键技术进行了分析和比较，指出基于IEEE802.15.4的zigbee技术是目前最适合无线家居控制系统的无线标准，并对该标准进行了深入研究。然后从系统和应用的角度来研究智能家居控制网络，设计了一个基于近距无线技术的智能家居控制演示系统，包括主控制器与传感器、摄像头监控、开关控制等功能节点的设计。 关键词：家居控制网，Zigbee，物联网
Things Based System Design of Smart Home ABSTRACT Intelligent household system is using a computer, the embedded system and communication network technology, will all sorts of household facilities (such as lighting, security, home appliance, etc) through the family network connectivity to together, thus provide people with more convenient comfortable life. The traditional intelligent household system is generally through the cable line wiring and various control and communication, people is hard to escape the fetters of various cable, and system extensible performance is also very poor. Modern sidewall of wireless communication technology development makes the people can get the chains, build the household life more comfortable. Household networks can be roughly divided into data networks and control network of two parts, this article mainly aims at intelligent household system control network relevant technology and system design. This paper mainly according to the following several aspects to discuss. This paper firstly analyzes the general intelligent household system composition and control system in intelligent household position, and through the traditional intelligent household characteristics, the paper suggests that the current market the limitations of the intelligent household system, puts forward the short-range wireless network based on the modern intelligent household system is the future trend of development. Then the intelligent household control system architecture and related key technology are analyzed and compared, points out that the IEEE8O2. Based on zigbee technology 15.4 is the most suitable for wireless home control system's wireless standards, and the standards were studied. Then from the Angle of system and application research intelligent household control network, design of a close wireless technology based on the intelligent household control demonstration system, including the main controller and sensor, surveillance camera, switch control design of functional nodes. Keywords:home control nets, Zigbee, Content networking
第一章智能家居系统概述 住房是生活的原点，未来的家居是什么样子，您想过吗?从美国科幻电影中，从媒体报道中，我们可以窥见未来智能家居生活的一些影子。 清晨，轻柔的音乐自动响起并逐步增大音量催您起床，同时窗帘自动打开，音乐舒缓响起，早餐开始自动烹饪，新闻按预定播放。 离家出门，您完全不必担心灯还没关，大门还没锁。因为在您开车上公路 的时候，只需在手机轻触远程控制界面，智能家居系统会帮您照料好一切;同时安防系统自动布防，出现异常智能侦测，煤气漏了、发生火灾了、有人闯入了，系统将自动及时地通报到小区的管理中心，并将现场情况通过信息发送到正在 上班的您面前。 回到家中，随着门锁被开启，安防系统自动解除室内警戒，廊灯缓缓点亮，空调、新风系统自动启动，背景乐轻轻奏起。 在家中，只需一个遥控器就能控制家中所有的电器。每天晚上，所有的窗帘都 会定时自动关闭，入睡前，床头边的面板上，您触动“晚安”模式，就可以控 制室内所有需要关闭的灯光和电器设备，同时安防系统自动开启处于警戒状态。在您外出之前只要按一个键（离家情景）就可以关闭家中所有的灯和电器…… 现在和未来随着社会的进步人们物质和精神生活质量的全面提升，安逸和休 闲就成了生活基调。而智能家居恰好能迎合、满足人们的需要。现在，楼宇的 卖点越来越集中在智能化和生态环保化，而最大的变量和砝码就是智能化。消 费者在除了选用传统的节能卫具、灯具来节能的同时，也没有忽视对“智能” 生活的追求。智能化的家装设计可以更好地实现人们对人性化家居的需求，而 通过智能家居的应用不但可以实现小区智能化，同样也可以起到节能的效果。 未来随着经济的发展，人们对生活质量追求的提高，智能家居也将逐渐引领装 修时尚潮流，成为新的消费趋势。 第二章设计原则 智能家居又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络 系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。衡量一个住宅小 区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性 或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现便捷 高质量的生活。 1、实用性 智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说，最重要的是以实用为核心，摒弃掉那些华而不实，只能 充作摆设的功能，产品以实用性、易用性和人性化为主。
： 基于STM32的教室智能控制系统设计 ：本设计借鉴智能家居的智能管理技术，利用STM32F103C8要作为主控制摘 芯片对教室的电气设备进行控制。该系统采用多种传感器进行环境检测，并通过主控模块进行识别与智能判断，以及作出相应的控制动作。本控制系统还通过RS485，使主控模块与电脑进行信息交流，从而可以通过电脑对多个主控模块进行控制，进而实现电气设备的自动化控制及远程控制，从而达到减少电能浪费及自动管理的目的。经测试，该系统功能齐全，各项指标达到设计要求。且该系统成本低，适合应用于高校教室智能管理。 1 教室智能控制系统设计 1.1硬件设计 1.1.1系统硬件结构图 本控制系统主要对不同对象进行相应的数据采集进而对教室的灯、风扇、空调、窗帘、多媒体等电器进行智能控制，并把相应的采集数据和控制状态传输到电脑终端，可进一步通过电脑终端进行远程监控。 本系统采用的模块分别为：系统主控模块、电源模块、显示模块、电机控制模块、继电器模块、人体检测模块、温湿度检测模块、光检测模块等。 系统总体方案框图1 图硬件电路设计1.1.2 系统硬件总体框图如下： 系统硬件原理图如下： 控制模块等模块的具体电路设此原理图简化了各个传感器模块、显示模块、计。 1.1.3传感器模块原理及其作用）温湿度传感器：选取温湿度传感器时需要选取的是传感器的功耗、传感器（1还要考虑传感器的工作电压和信号调整电路的复杂程度等性能以及传感器成本，。数字温度传感器具有安装便捷、维等。经过筛
选，选取数字温度传感器SHT11护方便、可靠性高，而且具有数字式输出、测量精度高、体积小、感应速度免外围电路、免调试、免标定及全互换等优良特性和优点。相关图如下： ）红外传感器模块：它是通过探测人体发射的红外信号而输出高低电平2（度左右，所以会人体都有恒定的体温，一般都在的。主要工作原理是： 37左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的发出特定波长为10um左右的红外线通左右的红外线并通过电路输出高低电平。人体发射的10um10um红外感应源通常采过菲泥尔滤光片后增强红外感应模块的探测距离和探测范围。这种元件会在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷用热释电元件，平衡和向外释放电荷，经电路处理后产生高低电平。 ）光敏电阻模块：在黑暗的环境下，它的阻值很高；当受到光照并且光（3的光光导材料禁带中的电子受到能量大于其禁带宽度Δ辐射能量足够大时，Eg 电使其导带的电子和价带的空穴增加，由价带越过禁带而跃迁到导带，子激发，阻率变小。通过外围电路使其组合成一个模块。模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO端输出低电平。 ，可以显的点阵 LCD 采用84x48 （4）显示模块：该模块具有以下特点：接口信号线数量大幅度减少，使用串行接口与主处理器进行通信， 4 行汉字，示传输速率高达条。支持多种串行通信协议，包括电源和地在内的信号线仅有 9 ，可全速写入显示数据，无等待时间。可通过导电胶连接模块与印制版，4Mbps 制板上，因而非常便于而不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印模块的体积很小。晶片上， LCD 控制器／驱动器芯片已绑定到 LCD 安装和更换。 200μA 以下，且具有掉电模式。采用低电压供电，正常显示时的工作电流在
基于单片机的智能家居控制系统 智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，采用STC89C52单片机为控制核心，为控制终端，并采用包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器。本文的二至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现，第五章是根据设计好的功能搭建了一个具体的环境实例。 智能家居控制系统功能分析 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。 总体设计
2.1 整体介绍 本次设计以STC89C52芯片为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采集源，以Web 控制为辅助，来制作一个物联网空调监控系统。在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控器与Web 网页远程控制，来控制空调机组（如风机，加湿器，风阀等），实现了远距离，多角度对空调机组进行实时控制。此外在本次设计中，采用多种传感器想结合，智能根据各传感器采集的数值进行自动化控制，如自动开关风机，智能调节冷冻水量，自动调节风阀开度等。并能够实现故障诊断，提供报警，数据实时数据与历史数据查询并Excel 表输出。 2.2系统设计方案 根据设计要求，系统提供了包括了核心控制模块，Web 服务器，Web HTML 模块，数据采集模块，继电器模块，按键模块，报警模块，等等。系统的整体框图如图1所示。 系统整体框图 网页 服务器（串口核心控制设备（以 STC8052为数据库设备状态传感器 （温度，LCD 显示 模式，温 度，湿度 继电风 水阀开 新风开 加湿 回风开用户输入 用户控制 环境信按
小珠山罗格朗智能家居系统 设 计 方 案
设计单位：智能网络设备 2011年3月 目录 一、概述 (3) 二、罗格朗简介 (3) 三、罗格朗智能家居特点 (3) 四、系统设计方案 (6) 1、设计依据 (6) 2、设计原则 (6) 3、罗格朗智能控制系统简介 (7) 4、罗格朗产品的技术特点 (8) 5、系统设计描述 (9) 6、采用无线遥控系统的优点 (10) 7、系统主要应用功能 (10) 8、设备介绍 (19) 9、联框面板外观 (29)
一、概述 小珠山项目为高档别墅群，共145户。为配合定位及装饰的精致生活品味的定位，我们将把享誉欧洲并具有经典艺术风格和现代智能科技的罗格朗智能控制系统融入其中，作为建筑功能的组成部分之一。使建筑突现现代及未来科技服务于精致生活品味和谐，让科技与美在该建筑中完美的结合，达到至高的境界。 二、罗格朗简介 ?创建于1860年，年销售额为450亿元人民币，在全球拥有员工33000名，其中中国的员工为6000多人。 ?180这个数据，承载着非同寻常的含义，罗格朗达到或超过了绝大多数国家的电气生产标准。 ?罗格朗全球市场占有率超过19% ?现拥有5000多项有效专利及1500人规模研发机构 ?罗格朗集团在全球60个国家拥有分支机构，180多个国家开展业务 ?2005年TCL集团与法国罗格朗集团（Legrand S.A.）合作，成为全资子公司。?产品包括：开关插座、结构化布线、智能家居系统、线缆管理系统、通风换气系统
? TCL-罗格朗开关插座业务自2000年开始名列中国高档开关插座市场占有率榜首，取得多项国行业荣誉和广大消费者的认可，综合布线业务在教育行业市场中达到30%以上。 ?目前开关插座业务在中国设立41家办事处、700多家专销商、1000多家分销商；综合布线业务已经设立27家办事处、200多家系统集成商。 ?办事处目前为10人，智能项目技术人员2人。 三、罗格朗智能家居特点 罗格朗智能家居系统包含了：灯光、窗帘、背景音乐、温度控制、场景控制、安防报警、可视对讲和无线控制子系统，各个子系统之间可以任意组合，满足用户的需求。功能上实现场景控制、调光控制、遥控控制、定时控制、墙装触摸屏控制、无线触控屏控制、远程网络控制等功能；根据其装修风格不同为客户提供了瓷、玻璃、法国原木、珍珠鱼皮等多种不同材质、不同颜色的面板。 您可以自由享受罗格朗智能家居产品为您带来的便利，比如早晨系统为您打开灯光、拉开窗帘，播放您喜欢的音乐，帮您打开热水器等，让您更轻松的迎接每一天。出差前设置定时开关灯光及家电的效果，创造虚拟有人在家场景，防小偷等。 同时，用户可通过Internet 远程控制室的智能家居系统，如灯光、窗帘、背景音乐等，可实时监控各路摄像头，观看家中的情况；下班前，提前把电饭煲、热水器或空调开启，回家马上享受，享受科技带来的便利。 罗格朗智能家居系统特点： 1、完整的家居功能：
中北大学-仪器与电子学院基于STM32的智能家居监控系统 指导教师：洪应平 专业：电子科学与技术 班级： 13060241 小组成员：赵云璋（1306024122） 杨杰（1306024136） 章灿然（1306024141）
摘要 随着“互联网+”的概念进入公众视线，以及无线技术的发展和高速宽带网络的普及，利用互联网来掌控传统一切的做法已为人们广泛接受。现在人们的生活条件大大改善，人们的物质文化追求也逐渐提高。用户打开一款PC软件或手机APP，通过互联网接入到家庭的WIFI 网关，向其发送指令即可控制家中的一切，反之亦可查看家中（传感器）状态，以此来掌控家中的一切情况。 本文推出了一种基于WIFI的智能家居系统，主要提供安全舒适的居家环境，采用STM32F103ZET6作为主控芯片，通过WIFI无线网络技术将家中的监测设备连接到一起，提供火灾报警、有害气体监控、环境数据监测等。与传统的智能家居系统相比，无需布线，免去了安装过程中的布线繁多复杂，成本高，以及使用3G网络作为传输的高额流量费用。有利于提升家庭生活的安全性、便利性、舒适性等，改变了传统的呆板生活方式，帮助人们有效的安排时间，另外也为家庭能源开支节约资金。 关键词：智能家居 WIFI STM32 物联网 Abstract With the concept of "Internet +" into the public eye, and the development of wireless technology and the popularity of high-speed broadband network, use the Internet to control all traditional a pproach has been widely accepted for the people. Now people's living conditions greatly improve d, people's material and cultural pursuit also gradually improve. User opens a PC software or mob ile phone APP, through WIFI Internet access to home gateway, to send commands to control ever ything in the home, and can also view the home state (sensor), in order to control all home situat ion. This paper introduced a kind of smart home system based on WIFI, mainly to provide a safe and c omfortable environment that occupy the home, using STM32F103ZET6as the master control chip, through WIFI network technology will be part of the appliance in the home or monitoring equip ment together, provide the entrance guard system control, fan automatic control, security alarm, environmental data monitoring, etc. Compared with the traditional intelligent household system without wiring, removes the wiring installation process of complex, high cost, and the use of 3 g n etwork as a transport flow of high cost. Help enhance family life safety, convenience, comfort, etc ., has changed the traditional rigid lifestyle, helping people effectively arrange a time, while also s aving money for home energy costs. Keywords: Smart Home, WIFI , STM32, Internet of things
智能家居系统设计方案 2014年12月
目录 一、智能家居系统的概述 ...................................... 错误!未定义书签。 二、智能化家居代表未来趋势................................... 错误!未定义书签。 三、设计原则依据 ............................................ 错误!未定义书签。 四、建设目标 ................................................ 错误!未定义书签。 五、系统介绍 ................................................ 错误!未定义书签。 1、智能灯光系统................................................ 错误!未定义书签。 2、空调系统.................................................... 错误!未定义书签。 3、安防及对讲系统.............................................. 错误!未定义书签。 4、家庭影音系统................................................ 错误!未定义书签。 5、电动窗帘、电动遮阳蓬系统.................................... 错误!未定义书签。 6、远程网络遥控系统............................................ 错误!未定义书签。 六、灯光控制示例 ............................................ 错误!未定义书签。 七、结论、案例分享 .......................................... 错误!未定义书签。
为基础，完成控制台、手持设备及门禁密码锁之间的通信，实现对室内家居电器的远程控制。实验结果表明，该系统运行稳定，具有广泛的应用前景。 智能家居( 又称智能住宅) 是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通信技术于一体的家居控制系统。近年来，随着人们生活水平的提高以及计算机技术、通信技术和网络技术的发展, 智能家居逐渐成为未来家居生活的发展方向。因此在实现智能控制的同时，研制一个成本低、实用性强的智能家居系统便显得非常有必要。本文以STM32 单片机为核心设计了一套智能家居控制系统。该系统以语音识别、GSM 通信等技术为基础，通过无线通信、串口通信对系统各部分进行串联，用户可通过门禁密码锁验证身份后进入智能家居系统，利用总控制台设定室内家居的状态，亦可借助触屏手持设备、GSM 手机等对室内家居进行手动或语音控制。 1 智能家居系统硬件平台
建立智能家居控制系统, 硬件是关键和基础，它对整个系统的稳定性、控制和反馈的准确性、节能性都有直接影响。本智能家居系统选用了以下硬件设备： (1) STM32F103VET6 微处理器及STC12-C5A60S2 微处理器 系统中手持设备的微处理器选用STM32F103VET6 ，总控制台及门禁 密码锁部分选用STC12C5A60S2。 STM32F103VET6 基于ARM Cortex M3 32 bit 的RISC内核, 工作频率最高可达72 MHz, 内置高速存储器(64 KB的闪存和20 KB 的SRAM), 丰富的增强I/O 端口和连接2 条APB 总线的外设。 STC12C5A60S2 是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051 单片机，指令代码完全兼容传统8051 。内部集成MAX810 专用复位电路、2 路PWM、8 路高速10 位A/D转换。 (2) 语音识别芯片LD3320 LD3320 芯片是一款语音识别专用芯片。该芯片集成了语音识别处理 器和一些外部电路, 包括A/D、D/A转换器、麦克风接口、声音输出 接口等。可以实现语音识别、声控及人机对话功能，并且可以任意动态编辑、识别关键词语列表。 (3) GSM 模块TC35 TC35 是一款双频900 MHz 、1 800 MHz 高度集成的GSM 模块，具 有性能稳定，功耗低及易于集成的特点。 (4) 无线模块nRF24L01
智能家居系统设计方案 综述 随着计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展，提高了人们对家庭实现生活现代化，居住环境舒适化及家居安全化的要求，在这种日益迫切的需求下延伸出来的智能家居系统很好的满足了人们的这些要求。智能家居除了具有安全、便利、舒适、节能、娱乐性的功能外，还是一个集音频、视频、计算机功能、通信功能、家居自动化/控制/安全技术以及将所有不同的设备应用和功能互连于一体的系统，使我们的居家生活更为便利、灵活。 智能家居系统创新性地实现了对灯控、家电等家居设备的集中控制，可全部实现无线控制，免除布线的麻烦和弊端，不管装修与否，均可便捷安装使用，不会受到布线的任何束缚。同时，采用学习型的红外基地台，强大的软件学习功能，可与各种家居设备实现无缝对接，对新购的家居设备，也可轻松纳入联电国际系统管理，十分方便，利用网络/PDA/手机，通过目前最先进的网络侦控摄像机，即可随时随地实现对家居设备的实时监测和操控。下面，我们就以某独栋别墅项目为例，详细说明智能家居系统给我们带来的人性化、数字化的生活。用户需求分析 根据别墅业主的要求，在别墅智能家居设计中需要实现以下功能：?周界防盗及监控功能；
?全部房间的智能灯光控制； ?主要活动区域的背景音乐功能； ?一层客厅的电动窗帘控制； ?烟感及燃气泄露感应报警功能； ?家用净水，中央除尘，中央空调集成。 为实现上述功能，需用到下列系统设备： 1.周界防盗系统 主动红外探测器对射，如果有人非法入侵则触发报警主机。 2.家居安防监控系统 ? 别墅四周实时监控—业主可以在任意指定房间对外围的情况进行监控。（需布线） ? 室内安全—在厨房安装烟感及燃气泄露探测器，出现警情及时提醒业主。 ? 异常入侵—在窗户内侧安装幕帘探测器，遇到异常情况及时报警。 3.背景音乐系统 本套方案中，背景音乐系统能实现用户主要活动房间的音乐功能，同时能通过背景音乐系统做到每一个背景音乐点房间的电视能够共享收看DVD 、数字电视机顶盒等节目源，还能通过电视察看电视监控的图像。
某别墅智能家居系统设计 摘要 随着计算机网络技术和信息技术的进步，智能家居得到了前所未有的发展，居民对住宅的功能以及质量提出了更多、更高的要求，智能化住宅以其安全舒适、信息通畅、服务完善而深受住户们的喜爱，智能住宅成为现代化住宅的必然发展趋势。因此研究并开发出适合人们要求的智能化产品具有很重要的意义。 怎样把电气智能化，怎样安排家居格局，我们就涉及到了家居布线系统。家居布线系统就是把、有线电视、电脑网络、影音系统、家庭自动化控制系统的布线统一规划、布局、集中管理，为实现家具智能化提供网路平台。采用综合布线方式，使得家庭内部布线系统具有良好的扩展性和可升级性，满足不同用户现在和未来的需求。 本论文设计的智能家居布线系统能充分实现以下功能： 1.将住宅内的控制系统、安防系统等系统连接起来，并让它们能够正常的工作； 2.新型的布线系统让住宅更加的美观； 3.让我们的住宅时刻处于一个安全的状态。 智能家居布线系统须遵循TIA/EIA 570-A家居电信布线的国家标准。布线系统是实现连接功能是由配线箱进行连接，然后再分配到各个功能模块，让功能模块发挥自己的功能。 关键词：智能家居自动化,自动控制,信息化和智能化,家具综合布线
ABSTRACT Along with the puter network technology and information technology progress,intelligent household got unprecedented development,residents of residential function and quality put forward more and higher demand,intelligent residential to its safe and fortable,information unobstructed,and perfect service and favored by residents of the love,intelligent residential bee modern residential trend.So the research and the development of a suitable for people to requirements of the intelligent product has important significance. Household telephone wiring system,cable TV,puter network,audio-visual systems,the family of the automatic control system of unified planning,layout and wiring for realizing the centralized management,providing a network platform,intelligent https://www.doczj.com/doc/607335796.html,ing the prehensive wiring,internal cabling system has good family the expansibility and scalability,meet different users of the present and future needs. In domestic and abroad existing intelligent home control system are studied and analyzed,the bination of domestic intelligence changes household to actual requirements standards,puts forward a set of multifunctional smart home wiring system design scheme. This thesis design intelligent household wiring system can fully realize the following functions: 1.Will inside the residence control system,secutity links up and allow them to normal work; 2.Type of wiring system to make the house more beautiful; 3.Make our housing moment in a safe condition. Intelligence lives in wiring system must follow TIA/EIA 570-A household telemunication wiring national standards.Wiring system is to realize the connect function is connected by wiring kit is included as standard,then assigned to each function module,make function module play to one's own function. Keyword:intelligent household automation;automatic control;information and
单片机原理与应用技术 课程设计报告 题目基于单片机的智能家居控制系统的设计 专业班级： 姓名：时 间：指导 教师：
单片机课程设计项目系列： 基于单片机的智能家居控制系统的设计 一．设计要求 (一)基本功能 (1)家居内无人时, 切断所有家电的220V 电源, 既消除了各种电器的待机能耗, 又避免了因供电异常、屋内漏水等不可预知事件损坏电器的危险。 (2)通过预设时间和时长控制娱乐性家电, 避免了孩子在家因过度娱乐而延误学习。 (3)所有电器的电源都直接通过系统控制进行供电 / 断电, 在使用电器时无需插拔电源插头, 避免 了因经常插拔电源插头而造成接触不良及触电的危险。 (4)根据预设室内温度和湿度对空调和加湿器自动进行启/ 停控制, 以达到最佳舒适度。 (5)各电器的工作状态在主控面板上以LED直观显示, 并通过键盘集中控制电器, 例如在观看电视时可随手打开/ 关闭厨房电灶。 (6)远程控制家电的启动操作。 (7)设定/ 显示日期、时间、星期及定时叫醒服务。 (8)为避免煤气中毒设置了一氧化碳及燃气报警。 (9)烟感和水感可及时发现家居内的水、火灾并报警。 (10)通过门磁和窗户红外线完成防盗报警。 (二)扩展功能加入住宅配房安全防盗报警功能和住宅门禁系统功能。 二．计划完成时间三周1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 3．第三周完成软件和硬件的联合调试。
目录 1引言 (3) 2总体设计方案 (3) 2.1设计思路 (3) 2.1.1方案确立 (3) 2.2 总体设计框图 (3) 3设计原理分析 (4) 3.1传感器模块的设计 (4) 3.1.1烟感传感器 (4) 3.1.2门磁、红外探测器 (4) 3.1.3热释电传感器 (4) 3.2矩阵键盘模块 (4) 3.3单片机最小系统 (5) 3.4显示模块 (5) 3.5 输出部分 (6) 4总结与体会 (6) 参考文献 (6) 附录一程序流程图 (7) 附录二程序列表 (8)