智能家居环境监测系统研究与设计

３．５ ＬＥＤ电路 的设 计
要的部分，它完成 了系统 中数据的封装和解析
依据。本系统 中通信协议使用 自定义 的，数据
帧 结 构 体 的 定 义 如 下 ：
ｔｙｐｅｄｅｆｓｔｒｕｃｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ｛
ｕ８ ｓｅｎｄ ｂｅｇｉｎ； ／／起 始 标 志 以 “ ” ＿
开 始
ｕ８ｐｏｔｏｃｏｌ ｌｃａ； ∥信息长度 可变长 ＿
４ 系统软件设计
本系统 软件方面 ，利用 Ｏｔ编写上 位机程 序。然 后移植 到 ＡＲＭ 平 台，实 现 了 ＡＲＭ 板 对家 居的 监测 。软件设 计总 体上分 为 ＳＴＭ３２ 数据 采集 、ＺｉｇＢｅｅ网 络 数据 发送 和接 收 、嵌 入式 平台的搭建 以及基 于 ｏｔ技术 的系统 主控 软件的设计 。上位机部分 的软件设 计实时显示
［４】师振 伟 ．基 于 ＡＲＭ和 ＺｉｇＢｅｅ的智 能 家居 无 线 终 端 控 制 系统 的设 计 【Ｄ】．西 安 ： 西 安 工 业 大学 ，２０１３．
本 系统 电路 设计 主要 包括 以下 几个功 能 模块 的设计 ：
【关键 词】ＳＴＭ３２智能家居 Ｚｉｇｇｅｅ监 测
断，环境烟雾浓度值是 否超过 阀值 。
３．３温度数据采 集模块
使 用 灵 敏 度 系 数 比 较 高 的 ＤＳ１８Ｂ２０芯 片 。 该 芯片检测灵 敏度高、稳定性好、价格便宜， 因此很适合用于本系统 。
３．４湿度采 集模块
温 湿度采 集使用 ＤＨＴ１ １传 感器 ，该传 感 器可以同时输 出温度 和湿度，只需按照规定的 时序进 行读写即可 。
发送 开灯或 者关 灯命 令，查看 下位 机 ＳＴＭ３２ 板上所 连接 的 ＬＥＤ灯状 态是 否改变 ，若改变 了则证明整个硬件连接正确 。此外测试 系统是 否死机的一个办法是用手挡住光敏传感 器，若 此时 旁边 的 ＬＥＤ灯 亮，说 明系统 正常运 行。 通 过 测 试 最 终 实 现 本 系 统 监 测 功 能 要 求
３ 系 统 硬 件 设 计
系 统 中 硬 件 控 制 部 分 主 控 芯 片 选 择 ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｃ８Ｔ６。 该 芯 片 具 有 ６４ＫＢ 的 ＳＲＡＭ 和 ３２位地 址数据线 ，其性 能和传统 的 ８位 ５１单 片机 相 比提高 了数倍 ，因此 足 以实 现本系统控制 部分 功能。辅助电路的设计：复 位 电路 、振 荡电路 、按键 电路及初始位置定位 设计 ，还有额 外添加 的串 口输出模块，方便调 试和 维 护 。
参考文献
［１】柯 国琴 ．基 于单 片机 的智能 家居 系统的研 究 ［Ｄ】．合肥 ：合肥 工业大学 ，２０１０．
【２］孙 常清 ，赵英涛 ．数 字家庭 网络发展 分析 … ．电信 科学 ，２００７（０６）：２３－２７．
【３】穆 秀春著 ．Ａ１ｔｉｕｍ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ原理 图与 ＰＣＢ 设 计 ［Ｍ】．北京：电子工业 出版社 ，２０１１．
ＺｉｇＢｅｅ通 信接 口为 串口，因此 只需 留 出 对应的串 口接 口即可 ，系统使用 串口 ２作为通 信接 口。
系 统硬 件平 台 的搭建 以及 软件 的开 发完 毕后 ，需要对 系统进行性能测试， 以验证整个 智能家居系统运行的可靠性和稳定性 。在硬件
时监测 ，并将数据通 过无线网络传 输到控制器 ３．７控制部分功能的 实现
ｕ８ ｄｅｖｉｃｅ；
｜｝设 备 铝 Fra Baidu bibliotek
ｕ８ ｄｅｖｉｃｅ ｃｍｄ； ｆ｛设备命令
ｕ８ｄａｔｅ ｌｅｎ； ．＿
ｕ８ ｄａｔｅ；
／，数据长 度 没有 为 ０ ／／数据 没有指向空
ｕ８ ｓｅｎｄ ｅｎｄ； ／／ 结束标志 以 “·”结 ＿
柬
１ 引 言
本 次系 统通过模拟 ＬＥＤ实现 对家庭 照明 灯的控 制，所有的灯均是共阳 ，控制时 只需要 给 对应控 制管脚低电平即可 实现。
｝ｐｒｏｔｏｃｏｌ； 不 仅在 上位机 和 下位机 通信 过程 中始 终 保持着 同一份协议 ，数据 的发送和解析 都是严 格按照此协议进行的 。
随着 人们 生 活需求 的提 高 ，家居 智能 化 ３· ｇＢ。。通信接 口电路
６ 系统测试
控制 已成为一种必然趋 势。本 系统在研 究了嵌 入 式开发技 术和 ＺｉｇＢｅｅ网络 技术 的基础 上， 使 用 ＡＲＭ９微 处理 器芯 片设计 为核 心，实 现 大面积 的多点温度 、湿度 以及 烟雾浓度进行实
连接 测试，可以点击 上位机 中的 ＬＥＤ灯开关 ，
进 行 数 据 存储 和 分 析 ， 最 终 实 现 了 家 居 室 内监 测 系统 。
２智 能家居环境检测系统总体设计
系统主要以 Ｓ１Ｍ３２嵌入式控制芯片为主 ， 外接各种控制模块 电路 ，利用温湿度传感器 、 烟雾传感器 以及光照传感器对室 内状况进行检 测，并将检测到的数据发送到嵌入式控制器进 行数据分析 ，当有异常状况发生时 ，嵌入 式控 制器立即做 出相应的处理并发 出报警 。并通过 ＺｉｇＢｅｅ发送 给 ＡＲＭ 端的上位机 中，同时将数 据保存 到 ｓｑｌｉｔｅ数据 库中，方便用 户直观 的查 看室 内状态 。外 围电路则 由光敏传感器 、温度 传感器 、湿度传感器 、烟雾传感 器模块 组成， 与嵌入式器件相连接 ，实现了控制芯片的通 信。
软件开发 · Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
智能家居环境 监测系统研 究与设计
文 ／刘 云 萍
本 设 计 通 过 结 合 了 ＡＲＭ和 ｚｉｇＢｅｅ两大技 术 ，搭 建 了一 个智 能 家 居 环 境 监 测 系 统 。 实 现 了对 家居 中的 温度 、湿度 、烟 雾 浓度 的监 控 。硬 件 方 面 ， 采 用 了 ＳＴＩｄ３２ 采 集数据 ，ｚｉｇＢｅｅ模块传输信 息， ＡＲＭ９作 为处 理器 进行 统一处 理信 息 。软 件 方 面 ， 利 用 Ｑｔ编 写 上 位 机程序 。然后 移植 到 ＡＲＭ，平 台， 实现 了 ＡＲＭ板对 家居 的监测 。