本科毕业设计(论文)
题目名称：基于STM32的智能家居系统设计
学院：计算机科学技术学院
专业年级：计算机科学与技术（工）12级
学生姓名：张云朋
班级学号： 1 班41号
指导教师：范忠诚
2016 年6 月
摘要
随着科技的不断发展进步和人们对家居生活要求的逐步变高，智能家居已经得到了人们的认可，而现如今一套完整的智能家居设备价格昂贵，一般的家庭难以承受其高昂的价格，针对此种现象，一款功能稳定全面，但成本低廉的智能家居产品会帮助人们在价格和功能之间找到一条满足人们愿望的出路。此款智能家居采用STM32处理器，技术成熟，程序移植方便，价格低廉。本款家居设备设计包括硬件设计和软件设计两个部分：硬件设计包含：12864液晶电路、温度湿度传感器电路、烟雾浓度采集电路、ADC转换电路、报警电路、电源电路、光照采集电路和灯光控制部分电路，软件设计包含主程序、数据（温度、湿度，气体浓度，光照）检测及处理、和标准气体标定、ADC数据转换，当气体浓度超限时报警程序。经实验测试结果表明该智能家居设备有自动检测家庭环境指标并可以对采集信息进行及时稳妥的处理，精度高，检测范围广，稳定性好，显示简单，操作简便，抗干扰能力强等优良性能。
关键词：ARM-M3；ADC；数据采集与处理；智能家居
Abstract
Along with the continuous development of science and technology progress and people's requirement for household life gradually become tall, intelligent household has gained the recognition of people, now a complete set of intelligent household equipment is expensive, the average family is difficult to afford the high prices, aiming at this phenomenon, a stable overall function, but low-cost intelligent household products can help people find a way out between price and functionality. This intelligent household USES STM32 processor, mature technology, application transplant convenience, low prices. This household equipment design including hardware design and software design of two parts: hardware design includes: 12864 LCD, reactive temperature, humidity sensor circuit, the concentration of the smoke collecting circuit, ADC conversion circuit, alarm circuit, power circuit, acquisition circuit and lighting lighting control circuit, software design includes the main program, data (temperature, humidity, gas concentration, light) detection and processing, and calibration standard gases, ADC data conversion, when gas concentration overrun alarm program. By the experimental test results show that the smart home devices have automatic detection family environment index and can be conducted to collect information to err on the side of the processed on time, high precision, detection range, good stability, display is simple, easy operation, strong anti-interference ability and other excellent properties.
Key words: ARMv7-M; ADC; Data acquisition and processing; serial communication
目录
摘要 ............................................................... I Abstract .............................................................. II 第1章绪论 . (1)
1.1 选题背景 (1)
1.2 课题意义 (1)
1.3 国内外发展概况 (1)
1.4 指导思想 (2)
第2章开发工具与MCU简介 (3)
2.1 STM32F10XX (3)
2.2 KEIL MDK (5)
第3章总体分析与设计 (7)
3.1 方案分析 (7)
3.1.1 整体系统方案分析 (7)
3.1.2 数据采集方案设计 (8)
3.1.3 数据存储方案分析 (8)
3.1.4 显示方案分析 (10)
3.2 功能设计 (10)
第4章详细设计与实现 (12)
4.1 界面设计 (12)
4.2 原理图设计 (13)
4.2.1 数据采集模块 (14)
4.2.2 温湿度传感器模块 (15)
4.2.3 烟雾传感模块 (16)
4.2.4 液晶显示电路设计 (17)
4.2.5 报警电路的设计 (19)
4.2.6 时钟模块 (20)
4.3 业务处理模块设计 (22)
4.3.1 界面显示任务 (22)
4.3.2 AD采样及数据处理 (23)
4.3.3 烟雾传感器 (28)
4.3.4 温湿度传感器 (30)
4.4.5 灯光控制与光照检测 (32)
第5章结果分析 (36)
5.1 硬件设计的结果分析 (36)
5.1.1 温湿度模块的分析 (36)
5.1.2 光照模块的分析 (36)
5.1.3 烟雾检测 (37)
5.1.4 硬件综合测试 (37)
5.2 软件设计的结果分析 (38)
结论 (39)
致谢 (40)
参考文献 (41)
附录 (42)
第1章绪论
1.1 选题背景
进入21世纪，人们的生活节奏越来越快，生活压力也越来越大，家成为人们最温馨的地方，人们对待自己最温暖舒适的家庭环境要求也随之在不断提高，如今的人们早八晚五的工作，上级的压力，父母长辈的压力，同事之间盲目的攀比等等，早已经将当代人压的喘难以呼吸，人们似乎已经注意到了家是自己的避风港，家居生活得到了人们的广泛关注，如今电子行业的发展速度飞涨，智能产品横飞，先进的科技与人们想要的智能家居生活擦出了美丽的火花--智能家居，时光荏苒，转眼间，智能家居从出现到现如今经历了几十年的漫长发展逐步走向成熟，安全，智能，方便的家居生活得到了广大普通百姓的认可，从企业到个人都无时无刻与它发生着亲密关系，人们已经清楚的看到，智能家居的发展已成必然，他的腾飞亦不可阻挡。
1.2 课题意义
众所周知智能家居应经崭露头角，近几年一直以良好高速的发展态势在前进，智能家居市场上也开始出现了很多新颖的设备来满足人们的生活需要，但从总体的状况来分析总结，仍有不尽善尽美的地方，最主要两点是标准不统一和权威产品的缺乏。伴随着科技的进步，经济的发展，人们的财富变多的同时，对自己的生活环境的要求水平也的随着变高，智能家居也越发变的受人青睐。家居智能化控制的开发和研究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更智能更人性化生活模式，使住户的生活更加便捷，更高效，更能为家庭的日常活动，为快节奏的都是生活减小人们的压力，同时提供巨大方便。而且在现在这个重视健康环保的世界里，智能的为住户提供检测好空气的温度，湿度等检查空气成分让住户安心，放心可以满足人们的个性化需求。同时，智能家居控制器可以根据住户的要求调整方案，紧急事故处理，危机救护等急救控制，充分满足用户的需要。
1.3 国内外发展概况
智能家居在国内早已经不是一个新兴产业，处于一个导入期与成长期的临界点，大众市场的消费观念还未完全形成，但随着智能家居市场经营者推广的进一步实施，引导消费者的消费方向和新产品的使用等措施的应用，智能家居市场的的活跃只是时间的问题。如今智能家居至今在中国已经历了近13年的发展，从人们刚开始的梦想，到今天真真正正的走进我们的生活，经历了一个反复曲折路。在1994年---1999，
渡过智能家居的第一阶段萌芽期/智能小区期，在2000年---2005年期间，迎来了自己的第二阶段——开创期，在2006年，经过了5年的发展，智能家居正式进入第三阶段--徘徊期，现如今，我们正在经历他的第四个阶段--融合演变期，自进入2011年以后，产品需求市场明显增长，现阶段房产行业不好，智能家居的进入能否再添新动力受到大家的关注。智能家居的产品需求量增长说明智能家居行业进入了一个新的时间段，接下来的几年的时间里，智能家居一方面进入一个相对快速的发展阶段，另一方面协议与技术标准也开始慢慢走向统一，为标准化生产提供软条件的准备。而良好的势头也吸引了一批商人的加入，开发人员工资不断攀高，新的产品层出不穷，市场竞争越来越激烈。
根据美国该行业权威公司PARKS的统计资料显示：1995年，美国一个家庭智能家居方面的花费大概在7000至9000美元之间。1995年美国家庭已使用先进家庭自动化设备的比率为0.33%，看来市场真正启动尚需时日。预计这五年内，家庭自动化的市场年平均增长率为8%.PARKS公司的资料亦显示：到2004年，家庭网络市场总额可达57亿美元，由此可知，智能家居无论在国内还是国外都有良好的发展前景，形势一片大好。
1.4 指导思想
本系统开发基于C语言。使用Keil4集成开发环境，使用现已经技术成熟的器材，以保障系统正常安全使用、质量性能好、稳定。
界面操作简单，功能全面，实用性强，人机交互友好，无需复杂操作就可以使用产品，易学易用。
第2章开发工具与MCU简介
2.1 STM32F10XX
STM32系列单片机是为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的，十分适合现在的智能家居研发，款型多、功能完备，资料丰富，技术也相对成熟，下面我们就来系统的了解一下这款单片机。按内核架构分为不同产品。
其中STM32F1系列有:
STM32F103"增强型"系列
STM32F101"基本型"系列
STM32F105、STM32F107"互联型"系列
增强型系列时钟频率为72MHz，再同品型的单片机中是性能最好的一款;普通型的时钟频率为36MHz，而如今普通产品的价格得到性能大幅提升产品，相信是很多用户的最佳选择。两个系列产品都内置闪存大小是相同的，还是32K到128K，不同的是SRAM 的最大容量和外设接口的这两部分。当时钟频率72MHz时候，可以从闪存中直接运行程序，速度更快，STM32功耗为36mA，是32位单片机同类市场上功耗最低的产品。
图2-1 STM32F10XX功能框图
内核：32位mcu处理器，频率为72MHz，采用单周期乘法，不容易受外部设备电流影响，稳定性更好。
存储器：片上集成32-512KB的闪存。6-64KB的只读存储器。
时钟、复位和电源管理：电源为3V供电。上电复位、掉电复位电路完善，自带可编程的电压探测器（现不常应用）。晶振为16MHz（频率可设置，可满足不同外部设备的驱动）。8MHz RC电路。40 kHz的RC振荡电路（可外接振荡电路，也可利用自身具有的振荡电路）。CPU时钟具有校准功能，由的32kHz的晶振单独完成。
低功耗模式：3种低功耗模式：休眠，停止，待机模式。
调试模式：串行调试接口和JTAG接口。
DMA：12通道DMA控制器。
支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。
3个12位的us级的A/D转换器：A/D测量范围：0-3.6V。双采样和保持能力。
D/A转换器的种类多，可以适合不同型号外设信息采集，非常全面。
快速I/O端口：所有的端口都可以链接到个外部中断。排除模拟量的输入，所有的端口都可以接受5V以内的信号输入。
定时器：4个16位定时器，每个定时器都配有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器。2个16位控制定时器：最多6个通道可用于PWM输出除此还有2个看门狗定时器，可供多个外设同时工作时应用。
Systick定时器：24位倒计数器。2个16位基本定时器用于驱动DAC。
拥有3个SPI接口，两个和IIS复用端口。一个2.0B的CAN接口，一个2.0USB接口含5个USART接收端口，13个通信接口，2个IIC接口，和一个SDIO接口。
1、相较传统的嵌入式处理器多一个嵌入式ARM内核，使其兼容性更加强悍，不仅对编程软件还是与单片机相关的工具都是一次技术上的统一，与此同时提高了代码处理效率，运行，调试更加高效。
2、嵌入式Flash存储器和RAM存储器：内置512KB的闪存，为数据的安全性提供了更好的保障，存储数据程序也更加方便，只读存储器与CPU的时钟速度相同，可进行高速读写操作，更加贴近产品驱动需要。
3、可变静态存储器（FSMC）：STM32的静态存储器拥有4个片选，且每一种片选模式还有四种模式选择，控制的更加细致，精确，多更控制更加方便，不需要再加繁杂的外设，代码都是从外部存储器执行，不占用没存，节省空间，提高运行速度，外部访问按照36MHz进行，速度更高，出错率更低。
4、ARM的中断：可以处理43个中断通道，包含16个中断优先级，可以同时处理多个外部中断，对外设的处理精确度得到有效提高，更适合处理复杂多样的外设。紧密耦合的NVIC实现了低的中断处理延迟，直接向内核传递中断入口向量表地址，紧密耦合的NVIC内核接口，更加方便允许中断提前处理，对后到的更高优先级的中断进行处理，自动保存处理器状态，中断入口在中断退出时自动恢复，不需要指令控制，自动化程度更好，减小程序员的工作量。
5、外部中断/事件控制器（EXTI）：外部中断/事件控制器由19个产生中断请求检索组成。每条线都是经过独特配置用于选择触发事件（模式：上升沿，下降沿，或者两者都可以），可以同时屏蔽多个，也可以只屏蔽一个，更有利于对外设的控制。有一个挂起寄存器用来检测中断请求。当外部线上出现长度超过内部时钟周期的脉冲
时，EXTI便马上能检测到是由外部的信号在申请中断。
6、时钟和启动：系统的时钟在系统在工作前，先需要时钟的设定，一种是利用内部8MHz的晶振作为CPU时钟源。另外可以选择一个外部的4-16MHz时钟源，STM32在时钟的检测十分严格，会实时监控当与控制器被禁止那么软件中断管理也会跟着被禁止。还可以在PLL时钟的中断管理设定时钟。多个预比较器可以用来配置AHB频率，包括高速APB2和低速APB1，高速APB最高的频率为72MHz，低速APB最高的频率为36MHz。
7、Boot模式：Boot引脚有3种Boot模式选项可供选择：从Flash进入，从系统存储器导入，从SRAM进入。Boot导入代码存储在系统存储器，用于通过USART1对Flash 存储器编程。
8、电源供电方案：工作电压2.0V-3.6V，外部电源通过VDD引脚连接，用于I/O 和内部调压器。VSSA和VDDA的电压范围都是2.0-3.6V，外部模拟电压用于ADC，复位模块，RC和PLL，在VDD范围之内，VSSA和VDDA必须相应连接到VSS和VDD才可以。VBAT 的电压范围为1.8-3.6V，当VDD无效时为RTC，晶振和备份寄存器也可以为其提供电源，保证正常工作不受到影响。
2.2 KEIL MDK
Keil MDK 的应用十分广泛，因其功能全面性能佳，界面简介友好，从其问世就迅速被广大程序工程师所熟知和使用，工程师的反馈---非常适合STM32的开发。Keil MDK，也称MDK-ARM，Realview MDK、I-MDK、uVision4 等。
MDK-ARM软件为基于Cortex-M、Cortex-R4、ARM7、ARM9处理器设备提供了一个完整的开发环境，一款软件多项应用，方便嵌入式工程师们在不同项目中多种程序的编写，不用多次熟悉开发工具，单凭这一点，早已在嵌入式工程师的心中占据巨大优势，MDK-ARM是一款专为微控制器应用而设计生产的，因其界面简洁清晰，不仅易学易用，而且功能强大，能够满足大多数的嵌入式应用，综合分析是嵌入式工程师的不二选择。
MDK-ARM有四个可用版本。所有版本均提供一个完善的C / C++开发环境，实现多界面，多机型，多语言集于一身的高性价比产品，其中MDK-Professional还包含大量的中间库，方便调用且数据库全面。
使用Keil 来开发嵌入式软件，大致有以下几个步骤：
1. 创建一个project，选择芯片，并进行一些必要的配置信息
2. 编写C 源文件
3. 编译工作代码
4. 修改源程序中的错误
5. 下载程序调试
uVision4 开发环境如下我们可以做到编辑，编译，项目管理等多个程序调试步骤，窗口设计合理，出错显示更加清晰，方便程序的调试。
uVision4的特点：支持多系列单片机（Cortex-M、Cortex-R4、ARM7和ARM9）；多语言（C/C++）的工具链，操作系统自带源码，封装模块化数据；不仅提供编译，
调试，还具备仿真环境；网络套件提供多种协议应用；拥有标准的USB设备连接可能，与外设交互友好；不仅可以处理程序代码，还可以处理图形；程序每运行一次会有一次覆盖；符合国际公认的软件接口标准。
ULINK USB-JTAG 界面适配器：
ULINK USB-JTAG 是一个用于连接PC USB 口和开发板JTAG 口的小硬件适配
器。通过JTAG你可以很方便的将你的程序下载到目标板上测试和验证程序运行的效果。ULINK 支持如下操作：
1. 下载目标程序
2. 检查存储器和寄存器
3. 单步运行程序
4. 插入多个中断点
5. 实时运行程序
6. 烧写FLASH 存储器
第3章总体分析与设计
3.1 方案分析
3.1.1 整体系统方案分析
每个智能家居系统的设计者首先考虑到的问题就是MCU选型的问题。嵌入式设计中比较主流的两款单片机就属ARM与AVR/51最受大家的青睐，51是一款8位MCU的处理器,相较32位处理器的ARM在运算能力上有明显的不足，但32位的运算的指令也是非常复杂的，进行大量的数据运算，视频数据，能力虽然较8位机强很多，运算速度也高好多倍，但在各个中断，寄存器配置，时钟要求等等也更为严格，而且AVR的编程需要配置gcc或icc才能正常工作，有固定的工作的环境，和51单片机相比，很复杂，可以用来参考的文献资料也没有51多，ARM与51相比虽然采用指令集简化了很多，可以在每个时钟周期内执行一条命令，51需要12个时钟周期才能完成一条指令的工作，综合来分析51与STM32单片机都拥有各自的优势，如何选择就要从需求上加以分析。
51单片机是每一嵌入式编程人员的入门课程，很基础，电路也相对简单，资料丰富，芯片很便宜，市面很常见，但一旦处理大量的数据，设计复杂运动控制，视频时，51就力不从心了，运算的速度和效率低也是51的一个致命的缺点，简单的总结下就是AVR的指令系统比较精简，总线和存储结构也与51单片机不同，速度比51快很多。其次，从性能的角度分析，ARM是32位处理器，频率高达百兆赫兹，速度和处理能力远远优于AVR和51，根据智能家居需要控制多个家用设备，传送视频图像等等因素考虑，为了满足该设备的设计要求，以上的51和AVR类的MCU产品功能上仍显不足。
STM32FX 系列的MCU从功能上来说更具吸引力，尤其是STM32F103VCT6这款MCU，片内外设相当丰富，3 个12 位模数转换器、2 通道12 位D/A 转换器、12通道DMA 控制器、80个快速I/O 端口、8 个定时器、多达13 个通信界面。除了其丰富的片内外设，它的每个I/O口都对应着32位的配置寄存器，可以进行自由的配置，还具有锁存器和16位的复位寄存器和复位寄存器。每个I/O口都可以自由的编程，每个I/O口都可以由软件配置成多种模式。它的嵌入式中断矢量控制器，具有16个可编程优先级，60个可屏蔽中断通道，还具有延迟的异常和中断处理。
STM32F103VCT6 优秀的特性决定了本设备产品设计的最终平台。在选定MCU 后，首先规划本设备的各个功能的实现。通过分析该设备在工业现场需要发挥的监控作用，初步将该设备的功能设计如下：AD 数据采集，串行通信，EEPROM 数据存储的读写，SD 卡数据存储的读写，NANDFLASH 数据存储的读写，时钟的读写设置。
STM32F103VCT6的ADC转换器是一种12位精度的逐次逼近型的数字转换器。它有18个通道用来传递信息数据，可以测量16个外部信号和2个内部信号。本款产品没有全部使用所有的ADC，仅使用了其中的6条AD转换通道。在ADC 通过外部传感器将模拟信
号转化为数字信号后，接收返回的数据存储在SD卡中或者EEPROM 中，供使用程序人员对数据进行分析和处理。时钟在不断电的情况下即可正常运行，可以为产品的液晶屏显示提供时间不需要外接设备提供时间。
3.1.2 数据采集方案设计
我们所常用的传感器信号一般都是模拟量，例如温度传感器，湿度传感器等为了数据的操作与处理方便，需要将其转换为数字量，所以需要使用到ADC 器件。紧接着就是AD方案的选择问题：其中一种是使用独立的ADC转换器，另一种使用MCU中自带的ADC 转换模块。而ADC的选择依据有如下几个关键的参数有分辨率，转换速率，模拟量输入端数，模拟量输入电压范围，数字量输出方式等等。我们以ADC0809为例简单说明下，0809的参数如下：1)8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。2)具有转换起停控制端。3)转换时间为100μs。4)5V电源供电。5)模拟输入电压范围0-+5V，不需要校准和清零过程。6)工作温度在-40~+85摄氏度。7)功耗低，约15mW。
ADC0809属于中等速度的ADC转换器，价格也比较低，但分辨率较低。如果外接高速ADC 转换器，价格又过高，并不是最好的选择。然而，对于MCU自带的ADC模块，其工作性能并不差。该ADC属于逐次逼近型模拟数字转换器。它有18个信息采集返回通道，可测量16个外部信号和2个内部信号。在本次设计中我们将两种ADC的采集方法并用，下面会有详细的使用说明。
3.1.3 数据存储方案分析
在智能家居系统里，需要存储的数据并不是很多，温湿度信息的存储和登录密码存储即可。说到STM32的闪存用途，我们的第一反应是用来装程序代码的，实际上，STM32的片内FLASH不仅可以用来装程序数据代码，还用来装芯片配置、芯片ID等等。虽然智能家居系统里的数据存储只放在FLASH就可以了，但我们为了大家能够更好的了解，还是简谈下FLASH的有关问题：
1、FLASH分类
根据用途进行分类，STM32片内的闪存分成两部分：主存储部分、信息块部分。主存储块可以用于存储程序，我们写的代码，数据都会存储在这里。信息块又分成两部分：系统存储器部分、选项字节部分。系统存储器存储是出厂时就被锁死的，用户不需要处理它，用来存储系统代码，选项字节存储芯片的配置内容是对主存储块内容的一种保护。
2、FLASH的页面
STM32的FLASH主存储块按页组织，有的产品每页1KB，有的产品每页2KB。页面典型的用途就是用于按页擦除FLASH。从这点来看，页面有点像通用FLASH的扇区。
3、STM32产品的分类
STM32根据FLASH主存储块容量、页面的不同，系统存储器的不同，分为小容量、中容量、大容量、互联型，共四类产品。
小容量产品的主存储存容量在1-32KB之间，系统占2KB,中容量产品主存储容量在64-128KB之间，每页占1KB大小；大容量产品主存储容量在256KB以上，系统占2KB，每页占2KB；互联网型产品主存容量最大为256KB以上，系统占18KB，每页占2KB。
根据以下简单的规则进行区分，根据其主存储块容量来划分，STM32F105xx、STM32F107xx是互联型产品。
几类单片机的不同之处就在于引导装载程序的不同，小中大容量产品的BootLoader占用空间很小，只能通过USART1进行在线编程，而互联型产品的BootLoader有18KB是小中型的9倍，从而编程的方式选择也就更加的多样化，例如USAT1、4、CAN等多种方式。
1、关于ISP与IAP
ISP即在系统编程，是指直接在目标电路板上对芯片进行编程，一般需要一个自举程序（BootLoader）来执行。ISP也有叫ICP（In Circuit Programming）、在电路编程、在线编程。 IAP（In Application Programming）在应用中编程，是指最终产品出厂后，由最终用户在使用中对用户程序部分进行编程，实现在线升级。IAP 要求将程序分成两部分：引导程序、用户程序。引导程序总是不变的。IAP也有叫在程序中编程。 ISP与IAP的区别在于，ISP一般是对芯片整片重新编程，用的是芯片厂的自举程序。而IAP只是更新程序的一部分，用的是电器厂开发的IAP引导程序。综合来看，ISP受到的限制更多，而IAP由于是自己开发的程序，更换程序的时候更容易操作。
2、FPEC
FPEC(FLASH Program/Erase controller 闪存编程/擦除控制器)，
STM32通过 FPEC来擦除和编程FLASH。FPEC使用7个寄存器来操作闪存：
FPEC键寄存器(FLASH_KEYR) 写入键值解锁。
选项字节键寄存器(FLASH_OPTKEYR) 写入键值解锁选项字节操作。
闪存控制寄存器(FLASH_CR) 选择并启动闪存操作。
闪存状态寄存器(FLASH_SR) 查询闪存操作状态。
闪存地址寄存器(FLASH_AR) 存储闪存操作地址。
选项字节寄存器(FLASH_OBR) 选项字节中主要数据的映象。
写保护寄存器(FLASH_WRPR) 选项字节中写保护字节的映象。
主存储块不仅可以全部擦除，重新写入，也可以对其中的一页或者几页进行删除，重新写入的操作。建议使用以下步骤进行页擦除：
1．检查FLASH_SR寄存器的BSY位。保证没有其他正在进行的闪存操作。设置一段延时等待BSY位为0，才可继续操作。
2．设置FLASH_CR寄存器的PER位为1。
3．选择出所要擦除的页码地址，尽行擦出准备。
4．启动擦除操作。
5．当收到响应信号也就是寄存器BSY变为0。
6．做检查，如果EOP位为1，说明此次操作成功否则检查前几步操作是否得当。
7．分析数据位，每次擦完后数据位都会被设置成数字1，若操作正确既可以得到全部为1的数据位，整片擦除的方法（与写入方式相反的操作）大体如下：
1．检查BSY位，确认没有其他正在进行的操作。
2．设置寄存器的MER位为1。
3．设置寄存器的STRT位为1。
4．等待寄存器的BSY位变为0。
5．查询FLASH_SR寄存器的EOP位，EOP为1时。
6．做验证。
主存储块的编程：主存储模块的程序编写每一次只可以写16bit，当寄存器的PG位被设置为1时，在一个Flash地址写入一个16位将会进行一次编程；写入任何其他的数字或者数据，总线上都会产生错误信息，当发现读取闪存时会使CPU停止工作，有可能是FPEC设置错误产生的。
建议对主存储块使用如下过程进行编写程序：
1．检查寄存器的BSY位，确认所有的其他程序操作没有占用。
2．选择编程操作。
3．在指定的地址写入要编程的半字，切记不要输入其他的数字。
4．设置一段延时，等待寄存器的BSY位变为0。
5．再一次查询寄存器的EOP位，若EOP为1表示此次操作是成功的。
3.1.4 显示方案分析
在数据显示方面上，常用的实验器材有两种可供选择，12864液晶和1602液晶，12864 顾名思义像素是128乘以64，能显示32个汉字，如果型号不同，待的汉子库不同，能显示的数字和效果都会有所不同，功能相比1602强大很多，1602只能显示符号、数字和字母能显示32个字符，但寄存器不止32个，可以将内容滚动显示出来，显示字符的顺序也可以设置，从左往右或者相反都可以，因为其功能和显示效果简单，价格比12864少很多，在嵌入式使用方面，两者难度差不多，原理也相近，只要配置好指令、地址、数据即可。智能家居的在显示方面需要同时显示几行数据，而1602每一次显示的数据过少，相互比较而言12864是不错的选择。
3.2 功能设计
智能家居设备可以同时检测三个不同区域的气体浓度，三个地方温湿度情况，三个地域光照强度并且控制灯光，超过标准值时的报警功能，采用整屏显示模式。产品功能设计如图3-1所示。
图3-1智能家居整体功能设计
I/O I/O
I/O I/O T1
STM32
T0 I/O
T2 I/O
液晶显示12864模块
温湿度传感器模块
光照强度信
息采集模块
照明显示模块
报警器
烟雾传感器模块 ADC0809采集模块
第4章详细设计与实现4.1 界面设计
1.温湿度显示界面
图4-1 温湿度显示界面
2. 烟雾显示界面
图4-2 烟雾显示界面
4.2 原理图设计
图4-3 硬件系统原理
本智能家居系统的设计分为温湿度数据采集模块、烟雾数据存采集模块、光照数据采集模块、灯光控制模块、报警模块和显示模块等6部分组成。每个模块的设计上均有其难点和特殊性，需要严格按照原理图设计规范来设计[13]，原理图设计要点如下所示：
1. 各功能块布局要合理，整份原理图需要布局均衡，避免有些地方很挤，而有些地方很松。
2. 将温度信息采集模块、如温度采集模块、湿度数据采集，光照信息采集，报警部分各功能部分模块化，方便差错和修改程序。
3 在接插口时尽量将外设分布在四周，不要分布不均一面造成一侧的端口不够用。例如电源输入，输出负载接口等等。
4 对于一些像滑阻类似的可调元件,都应该标清楚方向以及物体说明，以免在实验中损坏器件。
5 外部的元器件在向主控电路接入的过程中，采取就近原则即可。
6 滤波器件应该就近排放，减少不必要的空间浪费。
7 重点的模块、信号和器件，应该用标签标注清楚，接线清楚,接口也要标注清楚，如果有条件可以用PCB 画板技术。
显示
供电
中央处理器
CPU
LED 电路
温湿度电路
继电器电路
烟感电路
电源电路
液晶电路
控制
控制
数据
9 将所需要的所有二极管统一放在一个表格中，进行标注作用，方便后续的错误检测与查找。
10 在写文档时，将重要的程序可以用黑体或者加粗。
11 用于特别表示的文字，或者标签，为了更好的区分可以不同的用不同的颜色区分，例如器件用红色，接口用黄色等等。
12 在标注元器件参数时，应该格外注重电阻的阻止，或者器件的工作电压，和工作条件，为查找故障提供方便条件。
4.2.1 数据采集模块
设备的数据采集，即ADC 数据转换模块，利用了MCU 自带的ADC 模块和外部设备ADC0809两种数据转换模式，将传感器的模拟信号转换为数字量存储起来。本设备设计的传感器为6路，所以需要MCU 的6个ADC 模拟量输入引脚，在综合考虑MCU 引脚使用情况后，决定使用PA0~PA3，PB0，PB1 引脚作为模拟信号输入端。为简化下位机电路，没有将传感器模拟信号采集部分设计到下位机上[14]。
电路设计图如图4-4所示：
图4-4 AD输入端电路图
各个模拟量输入端子全部直接连接到MCU 的ADC 模拟输入引脚上
AD数据采集程序：
void AD_data(uchar x)
{double i; int j;int ge,shi,bai;
init();cs=1;cs=0;rd=1;
while(x){x--;for(a=0;a<13;a++)
{write_com(0x80+a);write_date(table[a]);
delay(5);}delay(5);wr=1;wr=0;wr=1;delay(10);
rd=0;delay(5);i=P1;i=i/255;i*=5;
i*=100;j=(int)i;ge=j%10;put_str(4,ge);
j-=ge;shi=j/10;shi=shi%10;
write_date(shi);bai=j/100;
put_str1(2,'.');delay(5);
put_str(1,bai);delay(5);
rd=1;delay(5);write_com(0x80+0x40+4);
delay(5);write_date('V');delay(5);}}
4.2.2 温湿度传感器模块
为了测量的准确性和多通道数据采集，这里选择3片dht11 连接到stm32芯片上，由芯片上的IO引脚作为3片dht11 的器件数据及时钟选择端口。
电路图设计如图4-5所示：
图4-5 温湿度设计电路图
温湿度数据采集程序：
u8 DHT11_Rea
}
d_Bit(void)
{u8 retry=0;while(DHT11_DQ_IN&&retry<100){retry++;delay_us(1);}retry=0;
while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100){retry++;delay_us(1);}
delay_us(40);if(DHT11_DQ_IN)return 1;else return 0; }
u8 DHT11_Read_Byte(void)
{ u8 i,dat; dat=0;for (i=0;i<8;i++) {dat<<=1; dat|=DHT11_Read_Bit();}
return dat;}
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
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)
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
成绩： 电子与信息工程学院 《嵌入式体系结构与编程》 项目设计报告书 题目智能家居系统的设计与开发 姓名学号 同组成员 专业、年级2013级计算机科学与技术专业 指导教师 2015 年12月 自我总结： 评语： 老师签名：
目录 目录 (1) 第1章引言 (3) 第2章工具软件与技术基础 (4) 2.1 智能家居系统的开发环境和工具 (4) 2.2智能家居系统的技术路线 (4) 2.3 设备连接 (5) 第3章系统总体设计 (6) 3.1 智能家居系统需求分析 (6) 3.2 开发框架 (6) 3.3 具体实现设计 (7) 3.3.1如何点亮LED灯 (7) 3.3.2 Linux内核编译及配置 (8) 3.3.3内核模块编程 (9) 第4章界面设计 (11) 4.1 智能家居系统界面设计 (11) 第5章系统实现 (12) 5.1 Android客户端 (12) 5.2 Ubuntu服务端 (16) 5.3 Ubuntu客户端 (18) 5.4 Linux内核驱动 (20) 5.5 LED裸奔代码 (21) 第6章结束语 (23)
第1章引言 当今社会，随着生活质量的日益改善和生活节奏的不断加快，人们的工作、生活日益信息化。信息化社会改变了人们的生活方式与工作习惯，使得家居系统的智能化成为一种消费需求，智能家居系统越来越被重视。因此，将家庭中各种通信设备、家用电器和家庭安保装置通过家居控制系统进行整合，并进行远程控制和管理，已经成为近年来一个热门研究课题。 迄今为止，智能家居还没有一个普遍认同的统一的定义。通常智能家居系统利用先进的计算机和网络通讯技术将与家居生活有关的各种各样的子系统，通过特定的网络有机地结合在一起，通过科学管理，让家居生活更加舒适、有效、安全和节能。 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、控制为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居包含智能照明、电动窗帘、背景音乐、安防报警、楼宇对讲、远程控制等方面。 传统的家居智能控制系统一般采用有线方式来组建，如同轴电缆、USB、CAN总线等。但有线网络具有布线麻烦，可扩展性差等固有的缺点，限制了有线网络技术在智能家居系统中的发展。因此，基于物联网，将无线网络技术应用于家庭网络己成为大势所趋。这不仅仅因为无线网络具有更大的灵活性、流动性，省去了布线的麻烦，更重要的是它符合家居控制网络的通讯特点。无线家居网络将人们生活与工作的广袤空间浓缩于人类的双手可以掌控的距离。 此次我们围绕基于网络的智能家居系统开发，简单的实现了使用网络对嵌入式设备的控制。
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
智能家居布线系统在设计中的应用 一．引言 随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展与提高，加快了家庭实现生活现代化，居住环境舒适化及安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，使人们对所居住的环境、信息的获取、娱乐和教育等提出了更高的要求。正是在这种形势下发展出了智能家居这一技术。智能家居除了具有安全、便利、舒适、节能、娱乐性的功能外，还需要拥有一个音频、视频、计算机功能、通信功能、家居自动化/控制/安全技术及将所有不同的设备应用和功能互连于一个单一的布线系统中，使生活更为便利及灵活。我们将这单一的布线系统称为智能家居布线系统或智能住宅布线系统，可以说家居布线系统是在智能住宅发展过程中产生的。 美国奥创利公司认识到智能家居会给我们的工作、生活带来巨大变化，从用户的角度出发并依据TIA/EIA 570－A家居布线标准率先推出了“智能家居布线——In House系统”。奥创利In House智能家居布线系统为智能家居设计了一整套完美的布线解决方案，从而实现了使信息高速公路进入家庭的梦想。 奥创利公司为了在中国大力发展和推动智能家居布线系统这一新概念和应用，将该公司的In House智能家居布线系统产品带给了我们。 二．TIA/EIA 570－A家居布线标准 1991年5月，美国国内标准委员会（ANSI）与TIA/EIA TR－41委员会内的TR－41.8分会的TR－41.8.2工作组制订出了第一个ANSI/TIA/EIA 570家居布线标准。但随着新技术的不断发展，智能住宅对通信线缆带宽的要求越来越高，ANSI/TIA/EIA 570的家居布线标准渐渐不能满足智能住宅家居布线的需求，这样就迫切要求有新的家居布线标准来适应新技术的不断发展。因此在1998年9月，TIA/EIA协会正式修订及更新了家居布线的标准，并将该标准重新定义为ANSI TIA/EIA 570A 家居电讯布线标准（Residential Telecommunications Cabling Standard）。 1．制订TIA/EIA 570A标准的目的 TIA/EIA 570A制订出新一代的家居电信布线以满足现在及将来的多种电信服务。标准主要提出了有关布线新的等级，并建立了一个布线介质的基本规范和标准，主要应用支持话音、数据、图像、电视、多媒体、家居自动系统、环境管理、保安、探测器、报警及对讲等服务。标准主要规划于新建筑、更新增加设备、单一住宅及建筑群等。 2．TIA/EIA 570A家居布线标准更新的主要内容 该标准不涉及商业大楼； 基本规范的更新将遵循TIA手册中所更新的内容及标准； 在该标准中定义了家居布线的等级；
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/6917282543.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