论文题目：基于LPC2131的智能家居控制系统的硬件设计
专业：自动化
本科生：梁青（签名）_______
指导老师：杨学存（签名）_______
摘要
随着社会的发展和科学技术的进步，人们的生活水平也有了很大提高，对居家生活的自动化程度要求也在不断的提高，因此研究出一套具有智能性的家居控制系统，对满足人们的生活需求和改善人们的生活质量都具有重要的意义。
该控制系统是用LPC2131作为主控制器。用它对室内人们生活中常用的一些家电装置来进行控制。主要包括窗帘、灯具、排气扇。这些设备的控制是通过红外收发模块来实现。所有的控制信息通过LCD12864显示出来。同时，还附带有烟雾报警模块、红外防盗报警模块、万年历模块、温湿度显示模块。烟雾报警模块采用蜂鸣器电路来完成，红外防盗报警模块采用人体红外感应模块来实现，万年历和温湿度模块是以51单片机为核心，并分别采用数码管和1602来完成显示的。各个模块组合的整体就构成了本次设计的硬件系统。
根据软件调试结果显示，该智能家居控制系统的功能都基本得以实现，而且稳定性和实时性都比较高，达到了本次设计的预期目标。
关键词：智能家居，LPC2131,家电控制，防盗报警
Subject:The Hardware Design of Intelligent Home Control System Based on LPC2131
Specialty:Automation
Name:Liang Qing(Signature)________ Instructor:Yang Xuecun(Signature)_______
ABSTRACT
With the development of the society and the progress of science and technology,people’s living standards have greatly improved.The degree of automation requirements for the family life is also constantly improving.Therefore,it has a great significance that to develop a set of intelligent home control system to meet the demand of people’s life and to improve people’s quality of life
The control system is made primarily of controller LPC21331，w is used to control the indoor household appliances in people’s life,mainly the curtain,lighting,exhaust fan are included.The control of these equipments is realized by the infrared transceiver module.All the control information is displayed though LCD12864.At the same time,along with the smoke alarm module,the infrared anti-theft alarm module,calendar module,temperature and humidity display module.The buzzer circuit is used to realize smoke alarm.The human body infrared sensor is used to implement anti-theft alarm.Calendar module,temperature and humidity display module is based on MCU of51series and digital tube and1602are used to display.The whole modules make up the hardware system.
According to the software debugging results,the functions of the intelligent home control system are realized basically and it’s stability,and the real-time performance is good,can reach the design target.
KEY WORDS:intelligent home,LPC2131,electrical home appliances control,burglar alarm
目录
第1章绪论 (1)
1.1课题研究背景和意义 (1)
1.2课题研究的现状及未来发展的趋势 (1)
1.3智能家居控制系统工作的基本原理 (2)
第2章总体方案设计 (3)
2.1系统需要达到的功能指标 (3)
2.2系统设计方案选择 (3)
2.2.1主控制器的选择 (3)
2.2.2电机驱动方案的选择 (4)
2.2.3温湿度传感器的选择 (4)
2.2.4显示模块的选择 (4)
2.3系统硬件总体方案设计 (5)
第3章系统硬件的设计 (6)
3.1系统硬件的概述 (6)
3.2LPC2131最小系统的设计 (6)
3.2.1LPC2131的介绍 (6)
3.2.2供电电源的设计 (8)
3.2.3时钟电路的设计 (8)
3.3.窗帘及风机控制模块的设计 (9)
3.3.1电机驱动芯片LM298简介 (9)
3.3.2电机驱动电路的说明 (9)
3.4红外遥控灯光模块的设计 (12)
3.5烟雾报警块模块的设计 (13)
3.5.1MQ-2烟雾传感器的简介 (13)
3.5.2MQ-2应用电路的说明 (14)
3.6温湿度采集模块的设计 (16)
3.7红外防盗模块的设计 (17)
3.8数字万年历模块的设计 (18)
3.9显示模块的设计 (19)
3.9.1基本特性 (20)
3.9.2模块接口说明 (20)
3.9.3应用举例 (21)
3.10控制按键的设计 (22)
第4章系统软件设计 (23)
4.1系统软件应用的开发环境 (23)
4.2主程序的设计 (24)
4.3子程序的设计 (26)
4.3.1自动窗帘控制子程序的设计 (26)
4.3.2红外遥控灯光模块子程序的设计 (26)
4.3.3烟雾报警及排气风扇模块子程序的设计 (27)
4.3.4温湿度检测模块子程序的设计 (28)
4.3.5数字万年历模块子程序的设计 (29)
4.3.6显示模块子程序的设计 (30)
第5章系统调试与实验 (31)
5.1实验步骤与分析 (31)
5.1.1自动窗帘控制及显示的调试与分析 (31)
5.1.2烟雾报警及排气风扇的调试与分析 (33)
5.1.3温湿度检测及显示的调试与分析 (35)
5.1.4灯光亮度控制的调试与分析 (35)
5.1.5万年历及温湿度显示的调试与分析 (36)
5.2整体调试与分析 (36)
第6章结论 (38)
6.1总结 (38)
6.2展望 (38)
致谢 (40)
参考文献 (41)
附录1电路原理图 (42)
附录2系统实物图 (43)
第1章绪论
1.1课题研究背景及意义
随着国家全面建设小康社会，人们的生活越来越好，在吃的饱，穿的好的基础上人们逐渐的开始追求住的更加舒适。根据国际物联贸易与应用促进协会发布的《2013年度中国智能家居行业研究报告》显示，未来三年，中国智能家居市场增速不断提升，到2016年预计可达到29.17%。同时，市场需求将迎来快速增长期，预测2017年中国智能家居行业市场规模将达80亿元。随着国内宽带业务的普及，使得家家户户都具备了部署智能化系统的基础条件，为智能家居行业做了很好的铺垫。而近年来智能手机的迅猛发展，使得人们对智能化应用的接受度也大大提高。整个智能家居产业正不断成熟，市场正不断扩大。同时，以系统设计、安装、维护、个性化开发、系统升级等为主的智能家居服务需求正在不断增大，逐步凸显其市场价值。从目前市场所反映的情况来看，智能家居的行业认知度一直在不断地上升。市场需求也在逐渐的扩大。虽然目前智能家居系统有了一定的发展，并且市场上也开始出现相应的产品，但从总体的发展来看，不容乐观，特别是统一标准和权威产品的缺乏严重影响了家居智能化的发展。随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分，智能家居控制系统也越发显得重要。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。同时，智能家居控制器可以根据住户的要求调整方案，加强紧急处理，危机救护等急救控制，充分的满足人们舒适生活的要求。通过自主的学习研究以及动手实践，来验证一下自己的想法是否可以真正的实现，从中得到一些启发，为我国在这方面的研究和发展提出一些有用的的想法和意见。
1.2课题研究的现状及未来的发展趋势
自从1984年第一栋智能建筑诞生于美国之后，美国、加拿大、德国、新加坡、日本等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居方案。在智能家居系统研发方面，美国及一些欧洲国家一直处于领先地位。国外在这方面做的比较先进的公司有:霍尼韦尔—它集成了专业地安全防范及报警功能，具有灯光控制，电动窗帘控制，温度控制，场景设置及电子日历集成等功能，可以通过电话、手机以及其它无线终端进行设置。在时间和空间相结合地三维立体维度上，为安全、舒适、便利地家居生活带来了无限可能；德国
莫顿：它的EIB智能控制系统是通过EIB工具软件ETS进行系统配置和功能设置的，Merten提供免费的产品数据库。在利用ETS软件进行EIB项目设计时，对每个总线装置都要根据它所执行的任务来进行组地址分配，以实现各种智能化控制；新加坡NICO它在“智能照明控制”领域成为行业的领头羊。产品始终引领行业潮流，为现代建筑的“智能照明控制”提供了丰富、灵活的解决方案。
国内在智能家居控制系统研究方面起步相对较晚，但近几年发展也相当的快。最早起于上海、广州和深圳等沿海城市，并逐渐向内陆发展。随着信息化走进了千家万户，国家经贸委牵头成立了家庭信息网络技术委员会，而信息网络技术体系研究及产品开发已经被列为了国家技术创新的重点专项计划。目前我国70%以上的家庭拥有Internet入网设备，大中城市中50%的住宅要实现智能化。由于我国的智能家居相对于国外起步较晚，所以尚未形成一定的国家标准。目前国内做的比较好的公司有：安居宝：它是一家集研发、生产、销售、服务为一体的高科技企业，主要产品为楼宇对讲、报警及智能家居产品。以安防为主，在楼宇对讲方面做的已经很成熟；波创科技：它为客户提供智能家居、网络家电、嵌入式系统、数字家庭、地产科技等领域的技术和产品。经过多年的品牌经营先后获得“推动中国建筑智能化进程的“中国智能家居十大品牌”、“中国安防十大最具影响力品牌”等荣誉。在东南亚市场，中东市场，欧洲市场，取得了一定市场份额并将进一步加大市场拓展力度；天津瑞朗：它是中国专注于智能家居领域的高科技企业。是中国智能家居行业的开山品牌，在行业中引领潮流。产品和服务遍及全国并远销欧美及东南亚地区为中国智能行业树立了一个又一个的里程碑，也迅速发展成智能行业具有相当实力和良好公众形象的知名企业。
1.3本次智能家居控制系统工作的基本原理
本次我们设计的智能家居控制系统是根据人们的需求，通过控制器LPC2131来对居家环境中一些设施来进行控制。根据控制的要求，我们选择相应合适的元器件，来构成单独控制的模块化小型系统，把所有单个系统都实现以后，再把每个模块化系统组合到一起，最终组成一个完整的大的控制系统。通过控制系统中设计的红外遥控器，我们就可以整体的来控制我们需要控制的家电设施。此外，为了防止在系统出现故障时不能运行，我们还添加了相应的手动控制，在达到控制要求的同时也保证了系统的可靠性。整个系统的中枢部分就是LPC2131控制器。让其完好的运行还需要“思想”的支持，那就是软件编程部分。把这二者完美的组合起来才能完整的构成我们的控制系统，才能保证系统的完好运行。
第2章总体方案设计
2.1系统需要达到的功能指标
智能家居控制系统的设计，是为了让人们的生活更加的美好、舒适和安全。所以我们本次设计完全是本着以人为本的理念来设计的。根据大多数人的生活习惯，基本要实现一下功能：
（1）每天的生活从早晨起床开始，一睁眼我们首先想要知到的是时间和日期问题，为了让人们更清楚的了解到实时时间，我们本次设计需要加入一款数字万年历。让人们可以清晰的了解现在的时间；
（2）人们经常要做的还有开关窗户，传统的窗帘都是手拉的，为了方便人们的操作，我们要设计了一款由电机带动的自动和手动两用的窗帘。让人们开窗更加的方便快捷；
（3）家里的光线对于我们生活的舒适度也很重要。我们都希望有一盏可以根据自己的需求来控制其明暗程度的灯组。我们本次就需要设计一款可以调节明暗的灯组，让人们可以根据自己的需求来调节其明暗程度。同时，它要运用红外遥控技术，通过一个小小的遥控器我们就可以方便的来对其进行控制。让人们不用动身就可以调节到自己喜欢的亮度；
（4）居家生活除了舒适以外，人们关心的就是安全问题。这次我们也考虑到了。对于防盗，我们要设计一款红外人体感应报警系统，把它安装到家里的窗口处，就可以安心睡好每一个夜晚。一旦有人试图从窗户进入它都会立马响起警铃。不管家里是否有人，有了这款报警器都可以安心的在外；
（5）除了防盗还有防火，家里造成火灾的最大安全隐患就是煤气泄漏。为此我们设计了一款带烟雾报警系统的排气扇。一旦煤气泄漏或家里着火，它都会在第一时间发出警报，同时控制排气扇高速转起，把家里的烟雾都排出来。这样就可以把火灾的危险降低到最小程度。
（6）人们需要对居住环境中温湿度情况进行合理调节，这就需要我们设计一个可以检测温湿度的模块。以便于人们对居住环境中温湿度情况实时了解。
2.2系统设计方案的选择
2.2.1主控制器的选择
方案一：选择8位廉价的STC89C52单片机作为主控制器；
方案二：选择LPC2131作为主控器；
方案三：以LPC2131作为主控器，把STC89C52单片机作为辅助控制器；
综合比较选取方案三：8位的52单片机虽然其价格比较便宜，应用起来也比较简单，
但是用在电机调速方面其自身的性能无法与LPC2131相比，因为LPC2131自身就含有7个匹配寄存器，可以实现6个但边沿控制PWM输出和三个双边沿控制PWM输出，用起来比较方便；其次就是其端口数量有限，有可能出现端口不够的情况。LPC2131其端口比较充足，PWM输出应用起来非常的方便，在电机调速和灯光控制方面可以直接的应用。但本次设计中有万年历和温湿度采集下显示模块。考虑到这两个模块安装和移动的方便性，如果集合到LPC2131一起就大大降低了其移动和安装的方便性。如果采用STC89C52单片机单独来控制这两个模块，一方面功能可以实现，另一方面其安装和移动也比较方便。综合考虑之下，把LPC2131和STC89C52单片机结合起来应用才是最合理的，所以我们选取了方案三。
2.2.2电机驱动方案的选择
方案一：采用L9110驱动芯片来驱动窗帘和风机电机；
方案二：采用L298N芯片驱动窗帘和风机电机；
综合比较选取方案二：L9110驱动芯片端口有限，一个芯片只能驱动一路直流电机，而本次设计要控制两路直流电机，而L298N芯片刚好可以控制两路直流电机端口够用。另外在耐压方面L9110芯片最大耐压值是12V，而L298N最大值是50V。这样就提高了驱动电路的可靠性。所以综合比较之下我们选取了方案二。
2.2.3温湿度传感器的选择
方案一：采用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器；
方案二：采用DTH11温湿度集成传感器模块；
综合比较选取方案二：DS18B20温度传感器输出的是数字信号，而HS1101输出的是模拟信号，二者信号类型不一样。对HS1101湿度传感器就要搭建信号处理电路这样比较麻烦。而DHT11湿度传感器把湿度和温度采集集成到了一起，输出的直接就是数字信号，应用起来非常的方便，而且比较简单，完全可以达到采集的要求，所以最终选取了方案二。
2.2.4显示模块的选择
方案一:采用LCD12864液晶作为数据显示器;
方案二:采用LCD1602液晶作为数据显示器；
方案三:采用数码管作为数据显示器；
方案四：将方案一、方案二、方案三结合起来应用；
综合比较我们选取方案四：LCD12864可以显示四行字符和汉字，用来显示本次设计的主体信息（毕业设计组的人员信息、窗帘的开关状态信息、排气风机的运行信息）。
LCD1602可以显示两行字符和汉字，刚好用来显示温度和湿度值。这样就不用放在LCD12864一起，避免了切屏带来的麻烦。数字万年历看时间要清晰醒目，放在液晶显示上不是很清晰，用数码管来显示刚好可以避开这个弊端，显示的很清晰，让人远远的就可以看清楚。综合考虑起来，我们此次设计选取了方案四。
2.3硬件整体方案设计
在人们的日常生活中，经常要调节的就是灯光、窗帘、以及厨房里的排气扇。除了这些要控制的以外，人们经常要看的就是时间日期，以及家里的温湿度情况。另外人们还注重的就是防盗防火。根据这些需求以及上述方案的对比，我们确定出最终的硬件总体框图如图2-1所示。
图2-1总体硬件设计的框图
整个智能家居控制系统是以LPC2131作为主控制器。系统包括供电电源模块、红外遥控灯光模块、自动窗帘模块、烟雾报警及风机控制模块、温湿度采集模块、数字万年历模块、红外防盗报警模块、LCD12864液晶显示模块。根据人们的需求可以随意的对灯光、窗帘、风机进行控制。其中，窗帘、灯光、烟雾报警及风机是有LPC2131来进行控制的。万年历和温湿度采集分别自成模块由辅助控制器STC89C51单片机来控制。红外防盗报警模块是由硬件电路来时现。这些模块的相互配合就构成整个智能家居控制系统的硬件系统。
第3章系统硬件的设计
3.1系统硬件的概述
本系统采用LPC2131做为主控制器，主要的功能包括:窗帘控制、灯光控制、烟雾报警及风机控制、防盗报警、数字万年历、温湿度采集显示这六项功能。根据以上功能，整个系统可以分为以下六个模块：
(1)窗帘控制模块：该模块主要有三部分组成：窗帘电机电机驱动模块，主控制器LPC2131。用LM298作为电机来驱动电机，通过编程，用LPC2131来控制窗帘电机的速度和方向，来达到窗帘的开启和关闭；
(2)灯光控制模块：该模块由12个发光二极管串组成，外加由三极管组成的驱动电路来驱动数码管模块，通过编程，用PWM来调节灯光的明暗，最终达到我们需要的亮度。
(3)烟雾报警及风机控制模块：该模块由烟雾传感器模块、蜂鸣器电路，以及风机电机组成。通过烟雾传感器模块来感知烟雾浓度，当达到报警上限以后，其相应的端口就会输出一个低电平，把这个信号送到主控制器，由主控制器来控制蜂鸣器报警电路和风机的运转，达到排气和报警的目的；
(4)防盗报警模块：该模块是一个独立的模块，通过电压比较电路以及人体红外感应器件结合在一起来达到报警的目的。当有人来时，该模块就可以感应到并发出报警声，当没人的时候它就会处于待机模式；
(5)数字万年历模块：该模块是用单片机来控制，通过数码管来显示当前的年、月、日、时、分、秒、以及星期。通过它就可以清晰的把实时的时间和日期清晰的告诉给人们；
(6)温湿度采集模块：该模块通过DHT11温湿度传感器对室内当前的温湿度进行采集，然后传输到单片机中做相应的处理，最终显示到液晶显示器上。让人们可以知道当前室内的温湿度情况。根据当前的温湿度情况，人们可以通过开启相应的设备来调节室内的温湿度。让人们的生活空间更加的健康适宜。
3.2LPC2131最小系统的设计
3.2.1LPC2131的介绍
LPC2131是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16位ARM7TDMI-STM CPU的微控制器，并带有32KB、64KB、512KB的嵌入式的高速Flash存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。其特点如下：（1）FP64封装的16/32位ARM7TDMI-S微控制器；
（2）8/16/32KB片内静态RAM；
（3）32/64/128/256/512KB片内Flash程序存储器。128位宽度接口/加速器实现高达60MHz的操作频率；
（4）8路10位A/D转换器，转换时间低至2.44us；
（5）2个32位定时器（带4路捕获和4路比较通道）、PWM单元（6路输出）、实时时钟和看门狗；
（6）46个（64脚封装）或112个（144脚封装）通用I/O口（可承受5V电压），12个独立外部中断引脚（EINT和CAP功能）；
（7）频率范围为1～30MHz，若使用PLL或ISP功能，则为10～25MHz；
（8）2个模式：空闲和掉电模式；
通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒；
（9）双电源：CPU操作电压范围：1.65～1.95V(1.8*(1±8.3%));I/O操作电压范围：3.0～3.6V(3.3*(1+10%))；
其引脚分布图如图3-1所示。
图3-1LPC2131的引脚分布图
3.2.2供电电源的设计
本系统中使用到了两路供电电源。一路+5V定值电源，一路1~15V可调的电源。+5V 用于给各个模块以及主控制器供电。1~15V可调的电源用于给电机驱动芯片供电（LM298供电需要12V）。所以在设计电源时就要设计两路：一路固定的+5V，另外一路是1~15V 可调的电源。两路电源采用一个变压器，制作到同一个万用板上，该模块的设计原理图如图3-2所示。
图3-2电源模块设计原理图
电源是按照常规的直流稳压电源设计思路来进行的，主要由五个部分组成：电源变压器、整流电路、一次滤波电路、稳压电路、二次滤波电路。变压器将220V交流电降到12V交流电。再通过整流桥把交流初步整合到直流，然后通过电容进行滤波，滤波完成后分成两路：一路是固定的直流+5V，一路是1～15V可调的。其中+5V的这一路由稳压芯片7805来完成。通过7805稳压后输出稳定的+5V，然后再次进行滤波就可以输出标准的+5V。另外一路可调的是由LM317稳压芯片来完成。其输出电压的调节主要是通过可变电阻R1和定值电阻R2比值变化来进行调节的。经过检测该电源的稳定好，误差保持在±1％，可以满足此次系统供电的需求。
3.2.3时钟电路的设计
时钟模块对于LPC2131来说是至关重要的，它不仅给CPU提供正确的时序，还给
ARM的外围模块提供工作时序。因此，一个高效稳定的时钟模块是ARM系统能正常工作的基础。
LPC2131的晶体振荡器可以采用外部时钟源，也可以使用外接晶振和片内震荡电路产生时钟。使用外部时钟源时称为“从属模式”；使用外部震荡晶体时称为“振荡模式”。本次我们采用的震荡模式。LPC2131控制器内部震荡电路支持1～30MHZ的晶振。我们本次采用的是11.0592MHZ的外部晶振。由于芯片内部已经集成了反馈电阻，所以在外部连接一个晶体和两个瓷片电容103就可以形成基本模式的震荡。电路图如图3-3所示。
图3-3时钟电路图
3.3窗帘及风机控制模块的设计
3.3.1电机驱动芯片LM298简介
本次设计中窗帘了风机采用的都是直流电机，需要控制两个直流电机。在方案选取的时候经过比较对比我们最终选用电机驱动芯片LM298，它刚好可以控制两路直流电机，而且可靠性会更高一些。接下来首先来介绍一下驱动芯片LM298。
LM298N是STC公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W,内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用LM298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电
机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。应用电路也非常的方便，很容易焊接，出现问题是也可以非常容易的，所以最终我们选取了LM298作为本次设计的芯片,LM298的实物图以及引脚图如图3-4和图3-5所示。
图3-4LM298实物图图3-5LM298引脚图
其引脚说明如表3-1所示。
表3-1
LM298N 的引脚说明
引脚
符号功能1
15
SENSING A SENSING B 此两端与地连接电流检测电阻，并向驱动芯片反馈检测到的信号2
3
OUT1OUT2此两脚是全桥式驱动器A的两个输出端，用来连接负载4
Vs 电机驱动电源输入端5
7IN1IN2输入标准的TTL逻辑电平信号，用来控制全桥式驱动器A的开关
6 11ENABLE A
ENABLE B
使能控制端.输入标准TTL逻辑电平信号；低电
平时全桥式驱动器禁止工作。
8GND接地端，芯片本身的散热片与8脚相通9Vss逻辑控制部分的电源输人端口
13/14OUT3/OUT4此两脚是全桥式驱动器B的输出端，用来连接
负载
10 12IN3
IN4
输入标准的TTL逻辑电平信号，用来控制全桥
式驱动器B的开关
3.3.2电机驱动电路说明
我们本次设计采用的电路原理图如图3-6所示。
图3-6电机驱动原理图
在应用的时候，OUT1、OUT2.OUT3、OUT4之间分别接两个直流电机。INT1、INT2、INT3、INT4从LPC2131的端口接输入控制电平，控制电机的正反转。ENA、ENB接使能端来控制电机的停转。LM298的逻辑功能如表3-2所示。
表3-2LM298的逻辑功能表
ENA INT1INT2运行状态
0××停止
110正转
101反转
111刹停
100停止
对于电机的调速，我们采用PWM调速的方法。其原理就是开关管在一个周期内导通时间为t，周期为T。则电机两端的平均电压为U=Vcc*（t/T）=aVcc。其中，a=t/T(占空比)，Vcc是电源电压。电机的转速与电机两端的电压成正比，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成正比：占空比越大电机的速度就越快。这就是PWM调速的基本原理，也是我们本次控制电机采用的方法。
3.4红外遥控灯光模块的设计
灯光模块我们采用发光二极管来模拟的，整个模块是由12发光二极管组成。连接的时候每三个一组串联，然后再把四组并联起来组成一个矩形的灯组。由于发光二极管比较的多，用5V电源供电，整个灯组的亮度比较暗。所以我们又加了一个LED驱动电路。通过这个驱动电路来增大电路中的电流，这样整个灯组就比较亮。灯组亮度调节是采用PWM调光的方法。通过调节占空比来调节灯组两端的电压，这样就可以相应的调节等组的亮度。在开关控制方面，我采用了一个红外发收模块来控制。它可以调节不同的亮度，同时也可以来进行开灯和关灯操作。这样就减少了人们关灯和开灯的麻烦，通过遥控器就可以方便的对灯光进行调节和控制。灯光模块的电路图如图3-7所示。
图3-7灯光模块电路图
3.5烟雾报警模块的设计
烟雾报警模块我们采用的是MQ-2烟雾传感器来实现的。首先我们来了解一下MQ-2传感器的一些基本特性和应用原理，然后再对本次设计应用的电路进行简要说明。
3.5.1MQ-2烟雾传感器简介
MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。可以用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、烟雾等的探测。MQ-2烟雾传感器的示意图和原理图如图3-8所示。
图3-8MQ-2示意图和原理图
MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。当处于200～300°C温度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受
到该烟雾的调制而变化，就会引起表而电导率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息。
遇到可燃烟雾（如CH4等）时，原来吸附的氧脱附，而由可燃烟雾以正离子状态吸附在二氧化锡半导体表面；氧脱附放出电子，烟雾以正离子状态吸附也要放出电子，从而使二氧化锡半导体导带电子密度增加，电阻值下降。而当空气中没有烟雾时，二氧化锡半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是MQ-2型燃性烟雾传感器检测可燃烟雾的基本原理。
3.5.2MQ-2应用电路的说明
本次设计中我们采用的模块电路如图3-9所示。
图3-9烟雾传感器应用电路图
该电路具有以下的优点：
（1）具有电源指示和TTL信号输出指示；
（2）具有DO开关信号（TTL）输出和AO模拟信号输出；
（3）TTL输出有效信号为低电平。（当输出低电平时信号灯亮）；
（4）模拟量输出电压随浓度越高电压越高；
（5）对液化气，天然气，城市煤气，烟雾有较好的灵敏度；
（6）具有长期的使用寿命和可靠的稳定性；
（7）快速的响应恢复特性。
本次设计过程还应用到了双电压比较器LM393，接下来介绍一下其主要特点如下：（1）工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源:±1～±18V；（2）消耗电流小，Icc=0.8mA；（3）输入失调电压小，V IO=±2mV；（4）共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V；（5）输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；（6）
输出可以用开路集电极连接“或”门；其内部结构图如图3-10所示。
图3-10LM393内部结构图
其引脚功能说明如表3-3所示。
表3-3LM393引脚功能说明表
端口序号功能符号端口序号功能符号1输出端1OUT15正向输入21N(2)
2反向输入11N(1)6反向输入21N(2)
3正向输入11N(1)7输出端2OUT2
4接地GND8电源VCC 在本次设计过程中，报警电路采用的是蜂鸣器电路。这部分电路比较简单，主要用到一个蜂鸣器，蜂鸣器的驱动用的是PNP三极管，当烟雾浓度达到上限时就会从烟雾传感器的DOTT脚输出低电平，触发三极管导通，蜂鸣器发出报警声音，通知操作人员进行相应处理，其电路原理图如图3-11所示。
图3-11蜂鸣器报警电路图
3.6温湿度采集模块的设计
本次温湿度采集采用的是数字温湿度传感器DHT11。
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。其具有以下的优点：（1）可同时进行温度与湿度的测量;（2）可自行校准，全部是数字量输出；（3）超低的功耗并且具有长期的稳定性；（4）可进行长距离的数据传输；（5）无需其他额外的部件；（6)应用电路非常的简单。其实物图和常用电路图如图3-12和3-13所示。
图3-12DTT11实物图图3-13DHT11应用电路图
数字温湿度传感器DHT11采用的是单总线数据格式。即，单个的数据引脚端就可以完成输入和输出的双向传输。其数据由5Byte即40Bit组成。数据可分为小数部分与整数部分。具体的格式说明如下：一次完整的数据信息传输为40Bit，高位先出。数据的格式：8Bit的湿度整数部分数据+8Bit的湿度小数部分数据+8Bit的温度整数部分数据+8Bit的温度小数部分数据+8Bit的校验和(校验和数据由前四个字节相加和所得)。
传感器输出的数据是未编码的二进制数据。数据(温度、湿度、小数、整数）之间必
XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统（无操作系统） 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月
综合实训任务书
目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (3) 1.3 按键和LED模块 (5) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (6) 2 软件设计 (7) 2.1 ADC模块 (7) 2.1.1 ADC模块原理描述 (7) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (8) 2.2 SSI 模块 (8) 2.2.1 SSI模块原理描述 (9) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (10) 2.3 定时器模块 (10) 2.3.1 定时器模块原理描述 (10) 2.3.2 定时器模块流程图 (11) 2.4 DS18B20模块 (11) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (11) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (12) 2.5 按键模块 (13) 2.5.1 按键模块原理描述 (13) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (13) 2.6 PWM模块 (13) 2.6.1 PWM模块原理描述 (14) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (14) 2.6 主函数模块 (14) 2.6.1 主函数模块原理描述 (14) 2.6.2主函数模块程序设计流程图 (15)
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。
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
智能家居控制系统-课程设计报告
XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统（无操作系统） 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月
综合实训任务书
目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (4) 1.3 按键和LED模块 (6) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (7) 2 软件设计 (8) 2.1 ADC模块 (8) 2.1.1 ADC模块原理描述 (8) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (9) 2.2 SSI 模块 (9) 2.2.1 SSI模块原理描述 (10) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (11) 2.3 定时器模块 (11) 2.3.1 定时器模块原理描述 (11) 2.3.2 定时器模块流程图 (12) 2.4 DS18B20模块 (12) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (13) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (13) 2.5 按键模块 (14) 2.5.1 按键模块原理描述 (14) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (14) 2.6 PWM模块 (15)
2.6.1 PWM模块原理描述 (15) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (16) 2.6 主函数模块 (16) 2.6.1 主函数模块原理描述 (16) 2.6.2........................... 主函数模块程序设计流程图16 3．验证结果.. (17) 操作步骤和结果描述 (17) 总结 (18)
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。
xx家电控制系统设计说明 一、定义 智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（Home Net/Networks for ome）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑 （IntelligentHome/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 二、表述 智能家居其实有两种表述的语意，定义中描述的，以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境，既包括单个住宅中的智能家居，也包括在房地产小
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：
智能家居设计方案
《无线传感器网络技术》 设计方案 题目：基于ZigBee的智能家居设计 学院：自动化学院 班级： 15级自动化3班 学号： 115110001089 姓名：金威 任课老师：黄成
基于ZigBee的智能家居设计 姓名：金威学号：115110001089 摘要 随着物联网技术的发展，智能家居系统在人们的生活中应用越来越广泛。相对于传统的智能家居系统，基于物联网技术的智能家居系统性能更优越，体现在布线灵活、成本低、可扩展性好等方面。 本设计选用Zig Bee技术构建了智能家居无线通信网络，选定星型网络作为智能家居系统的拓扑结构。其次运用三星公司的S3C2440和Win CE操作系统搭建了嵌入式智能家居网关，并对嵌入式智能家居网关进行了软、硬件设计。最后将嵌入式智能家居网关、智能手机、传感器节点组建了一个智能家居系统模型，经过一系列实验实现了以下功能： 1.智能家居系统内部组网的实现。 2.用户通过家居网关对智能家居系统进行现场监控。 3.用户通过智能手机对智能家居系统进行远程监控。 第一章传感器网络结构 1.1 家居传感网络简介 智能家居传感网络是由分布在居住环境区域内的若干传感器节点组成，这些传感器节点通过无线技术构成自组织网络，其主要功能是感知、采集和处理网络所覆盖家居中感知对象的各种信息，如温度、气体等，并将节点感知的信息传输到智能家居网关，之后通过互联网或GPRS 到达PC 机或智能手机，并通过管理设备界面显示出来。从网络的角度来看无线传感器网络也是一个完备的网络体系，由多个节点组成在一起，不同的节点扮演不同的功能实体。 典型的智能家居传感网络通常由无线传感器节点、智能家居网关和管理设备组成，在本文中管理设备是指PC 机或智能手机，智能家居传感网络体系结构如图1.1所示。
智能家居设计方案 概念及简介 又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑（Intelligent Home/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。 定义 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智
能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 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。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。 智能家居的子系统 智能家居系统包含的主要子系统有：家居布线系统、家庭网络系统、智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与
基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案 随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。 家庭智能化即智能化家居 (Smart Home)，亦称数字家园(Digital Family )、家庭自动化(Home Automation )、电子家庭(E-home)、智能化住宅(Intelligent Home )、网络家居(Network Home )、智能屋(Wise House, WH)、智能建筑(Intelligent Building、等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。其从控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。 1智能家居系统体系结构 家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对 讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图1所示。 图1智能家居系统结构框图 2系统主要模块设计 2.1照明及设备控制 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建立一个 由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设备控制可以通过智 能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主从机两大模块，当主机触 发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触 发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主
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。
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/6f1446852.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
智能家居系统设计方案四篇 篇一：智能家居系统设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门 设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述：
①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、Internet随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅 设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。 ②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防LCD屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅设备设置：电动窗帘面板、背景音乐面板、RF多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。 功能描述： ①用1只触控开关取代普通的多个开关，客厅设计出如下场景：会客、休闲、明亮、全关等；餐厅设置如下多个场景：用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合，弹指之间，灯光瞬息变换，细微处彰显气派和尊贵。
智能生活智慧人生智能家居控制系统解决方案 广东领航者科技有限公司
一、概述 本方案设计采用witlife智能家居控制系统。 维德莱夫品牌源自澳大利亚，始创于1989年， Witlife维德莱夫—智能生活·智慧人生，系智能化酒店，智能化家居的领航者，在大洋洲和大中华地区设有研发和业务机构。在全球40多个国家和地区设有经销商和代表处。为智能化生活的进一步发展奠定了厚实的基础，为智能化领航起到了决定性作用。公司自创立以来始终不变的核心理念：为智能生活，提供人性化、专业化的全程智能服务，实现超乎客户满意的惊喜。 Witlife维德莱夫大中华地区总部成立于2010年，Wit life维德莱夫是一家专业从事家庭智能化控制产品与解决方案的研发、生产、销售和服务的全球知名企业，是全球知名的智能家居公司。 Witlife维德莱夫智能家居系统，是采用自动化控制系统、计算机网络系统、网络通讯技术、无线射频(RF)技术于一体的智能控制系统。具有实时显示、即时控制、预设控制、远程控制等功能，可以用家用电脑、手机、平板电脑、RF遥控器、触控面板等多种方式进行控制。通过网络可以完全掌控家庭、酒店所有的灯光、空调、电视、音响、热水器、饮水机、电饭煲、房门、窗帘、供养、浇花等。 Witlife维德莱夫，智能生活，智慧人生，一切尽在掌握之中。 推出的世界上最先进的网络家居控制系统，广泛应用于现代住宅中的安防监控、灯光窗帘、温度湿度、音乐影院等智能控制，并能无
缝接入小区网络对讲、家庭物联网。 二、网络家居控制系统的设计标准 本设计方案主要参照以下设计标准： 1、JGJ/T16-92 （民用建筑电气设计规范） 2、EN50090 （欧洲电工标准） 三、智能家居系统结构原理 智能家居控制系统采用目前最先进的网络架构，分散控制各个子系统，最适合现代家居的应用，其结构如下： 智能家居控制系统结构 智能家居控制系统的基本构成是网络点，网络点通过网络线接入路由器构成的家庭局域网。可以高速双向传输控制、信息、视频、音频等。 由上图可看出，智能家居控制系统平台能够搭载各种控制子系统，除了继电器控制信号，它能控制任何控制协议，传输任何音频、视频、信息数据，并能双向反馈。 智能家居控制系统具有： ?居家安防控制 ?居家监控系统 ?灯光智能控制
比较全的一套智能家居设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域： 庭院 主楼负一层：影音娱乐室、储藏间、楼梯 主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、卫生间、楼梯 主楼二层: 二层休闲厅、主卧室及主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 负一层： 1、影视娱乐室 ①控制对象：灯光开关、灯光调光、电动窗帘、电视、AV播放设备、中央空调。 ②在入口安装1只“智能控制面板”，对以上设备进行智能化控制，设置6组常用场景模式：“准备”、“电影”、“中间休息”、“纯音乐”、“调光”、“离场”。 按下“准备”模式，灯光自动调亮，空调自动启动，人员入场，做准备工作。 按下“电影”模式，灯光逐渐暗下（过度时间2秒），只留有最后面的两个壁灯在5%的亮度，电动窗帘自动闭合，电视机自动打开。 按下“中间休息”模式，灯光渐亮，方便休息，喝点咖啡。 按下“纯音乐”模式，单独的音乐欣赏，灯光调节到一个温和的亮度。 按下“调光”模式，可对以上四个场景的灯光亮度做手动调节，以适合不同人的要求。
基于单片机的智能家居控制系统设计 摘要 “智能家居控制系统”是以单片机为控制核心，通过红外遥控模块遥控单片机实现室温实时测量、时间日期显示、以及控制家庭用电器开关通断来实现家用电器自动控制的功能。其中温度测量是通过DS18B20芯片实现，日期时间是通过DS1302实现，家用电器开关通断是通过继电器实现，各项数据通过LCD1602液晶显示屏显示。该系统可以远程方便地控制家用电器的工作状况，既可以提升家居安全性、便利性、舒适性，又能实现环保节能的居住环境。是未来家电控制发展的主要趋势。 本文首先针对课题背景设计了一套总体的系统框图与方案，然后根据系统框图将系统分为控制、红外、时钟、温度、继电器和显示六个模块。分别针对后五个模块进行电路介绍、原理分析及软件设计，并用控制模块将这五个模块整理、整合到一个系统中成为最终的智能家居控制系统。本课题借助Proteus软件进行电路仿真，Keil软件进行程序设计编译，使用STC-ISP软件将程序烧录至单片机中，最终成果是使用MX-51开发板，外加SRD-05VDC型号继电器实现的。 最终成果现象为开机后液晶显示屏上显示当前日期、时间、环境温度以及当前工作的继电器编号，遥控器按“1”、“2”、“3”键分别控制继电器1、2、3的通断，按奇数次为通电，按偶数次为断电，继电器之间工作独立。 关键词：STC89C52单片机；继电器；DS18B20；DS1302；红外模块；LCD1602
Abstract The kernel control of IHCS(Intelligent Home Control System) is STC89C52. It can measure the current temperature, calculate Date and Time, control electrical components’switching to realize long-distance dominating the electrical components by using the infrared module controlling the STC89C52. Current temperature measuring is realized by DS18B20, while date and time displaying is realized by DS1302. Electrical components’ switching is decided by electromagnetic relay, when all of the information and data is displayed by LCD1602. The system may have a long-distance control of electrical components. It not only will improve the safety, convenience, comfort of our living condition, but also can it save the energy to be an environmental friendly living style. It is the main tendency of the future electricity control. It was firstly introduced in this essay that the IHCS block diagram and program. It dividing the system into controlling module, infrared, timing, temperature, electromagnetic relay and display module. And introducing the circuit, analyzing the theory, designing the software of them except controlling module one by one. After that, controlling module connects this five modules into a system, then births the IHCS. In this essay, it project background of the production and the concept and sense of IHCS. In the essay, it is simulated by Proteus, the program is designed by using Keil, the last but not the least is that it downloads the software by STC-ISP into MX-51development board and debugs. The final result is when it is starting up, the LCD1602 displays the current time date, time, environment temperature and the current working electromagnetic relays’number. The remote control button ’1’,’2’,’3’separately controls number’1’,’2’,’3’electromagnetic relay. When pushing odd times, the electromagnetic relay connects, when pushing even times, the electromagnetic relay breaks. Different electromagnetic relays work separately. The key words:STC89C52 singlechip; Electromagnetic relay;DS18B20；DS1302；analyze module；LCD1602