第一篇：基于ARM系統(tǒng)的智能家居的研究開(kāi)題報(bào)告

基于ARM的

智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究

開(kāi)題報(bào)告

信息工程學(xué)院自動(dòng)化系

@bipt.edu.cn 81292149 *** 2013年3月25日

一、選題背景、研究意義

1、選題背景

隨著技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展和生物識(shí)別技術(shù)的實(shí)用性普及，智能化家居的概念才真正體現(xiàn)了其本意，在好萊塢科幻大片中看到的那種高度智能化的家居系統(tǒng)正在走進(jìn)我們的生活。

1998年5月新加坡舉辦的“98亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì)”上，通過(guò)在校內(nèi)模擬“未來(lái)之家”，推出了新加坡模式的家居智能化消化系統(tǒng)。它的系統(tǒng)功能包括三表抄送功能、安防報(bào)警功能、可視對(duì)講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、電話接入、住戶信息留言功能、家居智能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和軟件配置等。日本松下公司正在把“數(shù)碼家庭”的概念應(yīng)用到養(yǎng)老院。養(yǎng)老院的所有房間都與局域網(wǎng)相連，裝備多種測(cè)量?jī)x器、觸摸式顯示屏、數(shù)碼攝像機(jī)等，這樣每個(gè)居住者的體溫、血壓等多項(xiàng)數(shù)據(jù)傳送到護(hù)理中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療護(hù)理。美國(guó)麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室正在研究“智能房間”，通過(guò)生物傳感器探測(cè)人的行為來(lái)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)居住系統(tǒng)。日本大型住宅公司Misawa Home為解救購(gòu)房者對(duì)房屋防盜室，當(dāng)遇到小偷闖入門時(shí)屋主可躲進(jìn)去緊急避難，防盜室設(shè)有兩道厚重的門，其中內(nèi)門只要從里面上鎖后，外部無(wú)法靠人力打開(kāi)。防盜室內(nèi)裝設(shè)電話專線，電話線埋在地下；另外還可在屋內(nèi)放置一個(gè)機(jī)器人，可以依歹徒恐嚇的聲音來(lái)反應(yīng)，并出聲求救，發(fā)揮報(bào)警求救功能.智能家居在我國(guó)經(jīng)歷了近7年的起步階段，發(fā)展速度緩慢，這主要是因?yàn)闆](méi)有投入大量的資金，開(kāi)發(fā)技術(shù)短期內(nèi)也不成熟。但是隨著建筑智能化行業(yè)協(xié)會(huì)的成立及技術(shù)水平的不斷提高，產(chǎn)品在市場(chǎng)上已逐步推廣。前期主要集中在一些分散的智能家居控制子系統(tǒng)的研究上，如三表抄送系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)等。隨著集成技術(shù)、通信技術(shù)、互操作能力和布線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展而不斷改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)它們之間信息共享，使得系統(tǒng)安裝方便、使用靈活。目前，國(guó)內(nèi)一些傳統(tǒng)家電業(yè)的巨頭如海爾、創(chuàng)維、TCL、科龍、海信等也開(kāi)始進(jìn)入智能化家居市場(chǎng)。而先進(jìn)入該區(qū)域的一些企業(yè)基本都推出了各自的產(chǎn)品，如清華同方推出的經(jīng)濟(jì)型的智能化家居設(shè)備“e-home數(shù)字家園”系統(tǒng)已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用。

2、研究意義

智能家居在未來(lái)家庭信息化中具有舉足輕重的地位，但其造價(jià)昂貴，影響了其推廣，所以如能通過(guò)技術(shù)攻關(guān)降低其成本，則能使智能家居這“舊時(shí)王謝堂前燕”，早日“飛入尋常百姓家＂。海爾、ＴＣＬ等家電巨頭的高調(diào)介入，充分顯示了研發(fā)智能家居的重要性和意義，相信在不久的將來(lái)智能家居必會(huì)普及到普通用戶家里。

故在選題時(shí)，系統(tǒng)采用了嵌入式設(shè)備來(lái)降低功耗和成本，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)和視頻技術(shù)提高操作性和應(yīng)用范圍。該系統(tǒng)主要針對(duì)家庭用戶設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)視的功能有：當(dāng)有陌生人進(jìn)入家庭時(shí)，紅外傳感器就會(huì)感知并向家居服務(wù)器發(fā)送信息，家居服務(wù)器通知主人家里有人進(jìn)入，詢問(wèn)是否進(jìn)行視頻監(jiān)控，如果主人確認(rèn)就打開(kāi)電燈（如果是晚上）和攝像頭進(jìn)行視頻監(jiān)控；通過(guò)數(shù)字溫度表采集各個(gè)房間的溫度，實(shí)現(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外通信模塊，使主人可以通過(guò)Ｉｎｔｅｍｅｔ訪問(wèn)家庭內(nèi)部的家居監(jiān)控服務(wù)器，遠(yuǎn)程控制家用電器設(shè)備，查看并控制家用電器的運(yùn)行情況

二、文獻(xiàn)綜述

隨著計(jì)算機(jī)、通信及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求，也向著追求精神內(nèi)涵、安全舒適、便捷智能化和自動(dòng)化為理想目標(biāo)，智能化的家居環(huán)境也逐漸備受人們的關(guān)注。目前，在智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，智能家居控制中心與終端(家電設(shè)備、安防設(shè)備、三表等)之間多采用基于總線的有線連接方式(RS 485，CAN，LonWorks等)，這種連接方式具有布線復(fù)雜、線路易腐蝕、維護(hù)不方便、影響室內(nèi)美觀等缺點(diǎn)；遠(yuǎn)程用戶與智能家居控制中心之間的通信多采用電話線和網(wǎng)線的通信方式，未能將目前日益成熟的移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用其中，給用戶帶來(lái)極大的不便；智能家居控制中心多采用單片機(jī)作為控制核心，隨著用戶功能需求的增加，由于單片機(jī)軟硬件資源有限，給系統(tǒng)的升級(jí)、維護(hù)及調(diào)試帶來(lái)極大困難。

藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù),它的主要目的是在全世界建立一個(gè)短距離的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。它使用214～215GHz的ISM(Industry Scientific Medical)頻段傳送語(yǔ)音和數(shù)據(jù)。運(yùn)用成熟、實(shí)用、先進(jìn)的無(wú)線技術(shù)來(lái)代替電纜,它提供了低成本、低功耗的無(wú)線接口,使所有固定和移動(dòng)設(shè)備通過(guò)微微網(wǎng)PAN(Per2sonalAreaNetwork)連接起來(lái)。這樣,人們可以通過(guò)手機(jī)或者互聯(lián)網(wǎng)在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器(空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、DVD錄像機(jī))進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GenevalPacketRadioServ2ice,GPRS)以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ),采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,使現(xiàn)有GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突破了最高速率為916Kb/s的限制,最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)17112Kb/s。GPRS具有永遠(yuǎn)在線、高速傳輸、按流量計(jì)費(fèi)、減少無(wú)線資源浪費(fèi)及通信成本低等優(yōu)點(diǎn)。[1]

三、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題

1、基本內(nèi)容

家居保安系統(tǒng)和家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是家居系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成部分，特別是對(duì)于普通家庭，提高人們生活質(zhì)量有著重要的意義。其中，家居保安系 統(tǒng)能對(duì)住宅的火災(zāi)、有害氣體泄露等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警;能對(duì)盜竊以及入室搶劫實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。該部分系統(tǒng)重要內(nèi)容之一就是能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的檢測(cè)出偷盜和火災(zāi) 信號(hào)，另一

個(gè)重要內(nèi)容是當(dāng)有偷盜和火災(zāi)信號(hào)發(fā)生，能夠及時(shí)地將信號(hào)發(fā)送出 去報(bào)警。課題的另一組成部分家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，首先要能夠完成振鈴檢 測(cè)的功能，因?yàn)檫@套系統(tǒng)和電話機(jī)用的是相同的電話線，為了避免干擾正常電 話的接聽(tīng)，只有振鈴響到一定次數(shù)時(shí)，才啟動(dòng)該系統(tǒng)。當(dāng)用戶通過(guò)電話線遠(yuǎn)程 控制家用電器時(shí)，該系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)模擬摘機(jī)，以便接通該系統(tǒng)的后續(xù)電 路完成相應(yīng)的控制。等到系統(tǒng)接通后，通過(guò)語(yǔ)音電路和解碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶和 系統(tǒng)的交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程控制功能。

2、擬解決的主要問(wèn)題

[1] 供熱閥遠(yuǎn)程啟停控制：

在冬季，用戶回家前可以用手機(jī)發(fā)出打開(kāi)空調(diào)命令，使家居供熱系統(tǒng)工作。家中無(wú)人時(shí)關(guān)閉供熱系統(tǒng)，這樣可合理地節(jié)約能源。

[2] 防盜報(bào)警功能：

系統(tǒng)在布防后，若房間的門或窗被強(qiáng)行打開(kāi)，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出防盜報(bào)警短消息至用戶手機(jī)，遠(yuǎn)方的用戶在接收到報(bào)警短信后，確認(rèn)家居有被盜跡象可遠(yuǎn)程啟動(dòng)家居內(nèi)聲光報(bào)警器，對(duì)入室竊賊起威懾作用。

[3] 防火報(bào)警功能：

系統(tǒng)在廚房?jī)?nèi)設(shè)置煙霧傳感器，當(dāng)煙霧濃度達(dá)到報(bào)警限時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警短消息給遠(yuǎn)方用戶手機(jī)。

[4] 家電工作狀態(tài)遠(yuǎn)程采集功能：

如果用戶想要了解遠(yuǎn)方家居內(nèi)家電設(shè)備的工作狀態(tài)，可通過(guò)手機(jī)發(fā)出家電工作狀態(tài)查詢命令，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)查詢命令發(fā)出指定家電或所有家電設(shè)備的工作狀態(tài)短消息到用戶手機(jī)。

[5] 家居室溫遠(yuǎn)程采集功能：

系統(tǒng)的溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)家居內(nèi)的室溫，如果用戶想了解家居內(nèi)的室溫，可通過(guò)手機(jī)發(fā)出溫度采集命令，系統(tǒng)會(huì)將當(dāng)前的室溫以短消息的形式發(fā)給用戶。

四、研究思路

本項(xiàng)目與傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)控制中心硬件采用ARM微處理器作為控制核心，軟件采用Linux 2.6內(nèi)核作為系統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)，采用Boa為嵌入式Web服務(wù)器，采用SQL為系統(tǒng)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)

圖2 智能家居控制中心應(yīng)用軟件工作流程

五、研究工作進(jìn)度

整體時(shí)間安排：2013年3月 至 2014年4月 具體安排及進(jìn)度：

2013年3月10日—2013年3月15日 文獻(xiàn)查閱

2013年 3月16日—2013年3月 27日 相關(guān)資料準(zhǔn)備、總結(jié) 2013年 3月28日—2013年4月 10日 撰寫開(kāi)題報(bào)告 2013年4月11日—2013 年 6月10日 方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2013年 9月11日—2013年11月 11日 論文書(shū)寫 2013年 11月12日—2013年 11月30日 論文修改與定稿 2013年 12月1日—2014年4月 1日 準(zhǔn)備論文答辯相關(guān)材料

六、主要參考文獻(xiàn)

[1] 徐科軍.信號(hào)分析與處理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006 [2] 李紅剛，張素萍，方佳，董玲嬌。基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J] 現(xiàn)代電子技術(shù)2009-03-01 [3] 林旭東.智能家居系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2008(07)[4] Shanshan Li, Jian Zhou and Weijie Tan Engineering Center of Digital Audio and Video Communication University of China Beijing, China 100024.The Studying and Realizing of Transmitter Station Remote Monitor System Based on B/S Structure.Proceedings of 2010 3rd International Conference on Future BioMedical Information Engineering(Volume 3)[5] 董杰.智能家居系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì).2007(14)[6] Xu Jin，Wang Zhiwei，Xu Yingying。Research of Intelligent Home Remote Monitor System on Zigbee[c] Proceedings of 2011 4th IEEE International Conference on Computer Science and Information Technology(ICCSIT 2011)VOL03

[7] Tiancheng LIN School of Mechanical & Electrical Engineering Gui zhou Normal University Guiyang,China Shengbo HU,Heng SHU School of Mechanical & Electrical Engineering Gui zhou Normal University Guiyang,China.Design and Implementation of Home Remote Monitor System Based on Embedded System.Proceedings 2010 International Conference on Intelligent Computing and Integrated Systems

[8] 王晨營(yíng).基于ARM9的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué) 2009 [9] 李苗,王偉東,王帆.國(guó)內(nèi)智能家居現(xiàn)狀和發(fā)展[J].科技傳播.2011(10)[10] 夏勤艷,馬立磊.淺談智能家居系統(tǒng)的功能及發(fā)展前景[J].民營(yíng)科技.2010(02)

[11] [12] [13] [14] [15] [16] 洪曉陽(yáng).人性化智能家居[J].硅谷.2010(04)

馮凱,童世華.智能家居的由來(lái)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2010(06)胡月蓮.現(xiàn)階段智能家居及其發(fā)展趨勢(shì)[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息.2010(07)

王小榮,龔小斌.無(wú)線技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用[J].智能建筑電氣技術(shù).2009(03)Alessandro Jonathan.ZigBee-based Smart Home System Design.Informs J.Comp.2000f 馬名東,張?jiān)抡?智能家居控制系統(tǒng)在別墅項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].智能建筑電氣技術(shù).2010(02)[17] 陳任,余征,梁金瑤.物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能家居發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].智能建筑與城市信息.2010(05)[18] Dimitar Ualtchev,Ivailo Frankov.Service Gateway Architecture for a Smart Home.IEEE Communications Letters.2002 [19] 張記超,陸虎.嵌入式ARM—Linux在交流驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技信息.2010(31)[20] [21] Bokhari hadkhid.Understand Linux operating system.Computer.2005

L.A.Bertsch.Development Tools for Home Automation.IEEE Transactions on Consumer Electronics.1990

第二篇：智能家居開(kāi)題報(bào)告

智能家居開(kāi)題報(bào)告

1.選題名稱

智能家居網(wǎng)絡(luò)與軟件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 選題的背景

智能家居的概念出現(xiàn)的很早，但是一直未曾有真正的具體案例出現(xiàn)。這是運(yùn)用與家庭的通訊設(shè)備、電器等設(shè)備通過(guò)傳輸系統(tǒng)連接到一個(gè)智能系統(tǒng)上，以實(shí)現(xiàn)智能家居能給人帶來(lái)新的舒適的生活環(huán)境。

智能家居的系統(tǒng)非常復(fù)雜，對(duì)于系統(tǒng)的構(gòu)架相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。硬件搭配的的要求，以及對(duì)于軟件方面的各種要求都有著復(fù)雜而嚴(yán)格的要求。

2.2 選題的內(nèi)容

智能家居是指通過(guò)現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)對(duì)人們的生活進(jìn)行可行化的改善和提高，其功能包括

1、智能家居安防系統(tǒng)：這是智能家居系統(tǒng)是最基礎(chǔ)、最實(shí)用的智能家居子系統(tǒng)。

2、智能家居控制系統(tǒng)：這是智能家居系統(tǒng)的核心功能。

3、智能家居娛樂(lè)系統(tǒng)：這是智能家居的娛樂(lè)功能，娛樂(lè)是生活的最精彩部分。

4、智能家居舒適系統(tǒng)：這是智能家居系統(tǒng)中目前基本上處于必配的智能家居功能。

5、智能家居節(jié)能系統(tǒng)：這是智能家居系統(tǒng)中目前最具發(fā)展?jié)摿Φ闹悄芗揖庸δ堋?/p>

6、智能家居生態(tài)系統(tǒng)：這是智能家居系統(tǒng)未來(lái)的終極回歸目標(biāo)，回歸自然生態(tài)。

7、智能家居家電系統(tǒng)：這是智能家居系統(tǒng)中或許能最先普及的智慧家電產(chǎn)品。

2.3 選題的意義

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司2010年6月發(fā)布的《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備（系統(tǒng)）研制規(guī)劃》，2009—2010年國(guó)家電網(wǎng)需要完成以下任務(wù)：研制標(biāo)準(zhǔn)化的智能家庭網(wǎng)關(guān)；實(shí)現(xiàn)家電的網(wǎng)絡(luò)化通信；實(shí)現(xiàn)家電的信息化通行等。2010—2011研制智能家電的控制器以及家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)的智能電網(wǎng)也在發(fā)展，智能這一詞被發(fā)展的越來(lái)越廣范，尤其運(yùn)用于智能家居，智能家居網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是其中的重要技術(shù)手段和今后社會(huì)的基礎(chǔ)信息結(jié)點(diǎn)。開(kāi)發(fā)智能家居相關(guān)產(chǎn)品不僅能夠滿足人們生活的需要，對(duì)整個(gè)社會(huì)信息化進(jìn)程的推動(dòng)作用也不可忽略。因此，基于DSP的智能家居控制器的研究順應(yīng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。文獻(xiàn)綜述

以TOP6410開(kāi)發(fā)板和ZigBee套件為硬件平臺(tái)，沿著“基礎(chǔ)理論——開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建——核心模塊實(shí)現(xiàn)——綜合案例”的思路闡述了智能家居的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。《物聯(lián)網(wǎng)“落地有聲”系列叢書(shū)：基于ARM11的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》分為3篇：理論基礎(chǔ)篇、開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建篇和開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)篇。理論基礎(chǔ)篇介紹智能家居的基本概念、需求、設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)。開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建篇講述網(wǎng)關(guān)選型、協(xié)調(diào)器和節(jié)點(diǎn)等硬件設(shè)計(jì)，完成Bootloader.操作系統(tǒng)內(nèi)核配置及根文件系統(tǒng)等軟件環(huán)境搭建。開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)篇講述智能家居的解決方案，詳解Linux串口編程方法，重點(diǎn)對(duì)安防報(bào)警、照明系統(tǒng)、溫濕度管理和多媒體模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。《物聯(lián)網(wǎng)“落地有聲”系列叢書(shū)：基于ARM11的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》配套光盤1張，包含書(shū)中所有程序源代碼和相關(guān)資料。介紹了智能家居知識(shí)及搭建整個(gè)智能家居系統(tǒng)的全過(guò)程，也是目前國(guó)內(nèi)第一本手把手教你搭建智能家居系統(tǒng)的書(shū)籍。全書(shū)共分六大塊內(nèi)容，如什么是智能家居、智能家居的產(chǎn)品、智能家居客戶端軟件、智能家居工程設(shè)計(jì)、智能家居工程方案實(shí)施實(shí)例、智能家居常見(jiàn)典型方案實(shí)施案例。前半部分介紹了智能家居的概念、產(chǎn)品、相關(guān)軟件；后半部分介紹了工程設(shè)計(jì)、實(shí)施及典型案例。先理論，后實(shí)踐，讓您輕松擁有一個(gè)智慧家庭。為了方便讀者朋友輕松地學(xué)習(xí)與搭建智能家居系統(tǒng)，我們拍攝了大量實(shí)例照片和視頻演示錄像，以此激發(fā)讀者朋友對(duì)

智能家居這一新興事物的興趣和愛(ài)好，讀者朋友也可以通過(guò)網(wǎng)站獲得更深入、更全面的智能家居系統(tǒng)與產(chǎn)品介紹，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行交流。

相對(duì)于智能建筑來(lái)講，智能家居控制系統(tǒng)是一個(gè)微觀的概念。本書(shū)以武漢大學(xué)自動(dòng)化系自行研發(fā)的智能家居控制系統(tǒng)為對(duì)象，從細(xì)節(jié)入手，包括智能家居的概念、技術(shù)基礎(chǔ)、通信系統(tǒng)、軟件硬件的開(kāi)發(fā)以及物業(yè)管理中心上位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)等內(nèi)容。本書(shū)取材于一套自行研發(fā)且已經(jīng)商品化的產(chǎn)品，理論與實(shí)際結(jié)合緊密，圖例豐富，深入淺出，便于理解。

為實(shí)現(xiàn)國(guó)家電網(wǎng)公司信息機(jī)房建設(shè)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和實(shí)用化，確保信息機(jī)房建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用，提高信息機(jī)房?jī)?nèi)系統(tǒng)及設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，依據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合公司實(shí)際情況，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。

家居綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工、家居背景音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工、家居安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工、家居背景音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工、家居電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工，以及智能家居的工程驗(yàn)收、工程實(shí)例。書(shū)中還簡(jiǎn)介了新了代智能家居——數(shù)字家庭。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

在我國(guó)，隨著建設(shè)科技社會(huì)、生態(tài)社會(huì)步伐的加快，以及“十二五規(guī)劃”中明確表示要大力扶持和發(fā)展智能化高新行業(yè)。我國(guó)的智能家居產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機(jī)。當(dāng)前我國(guó)的智能家居行業(yè)還處于發(fā)展的起步階段，市場(chǎng)相對(duì)空白。其高于傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)十倍甚至上百倍的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)更是預(yù)示著加入智能家居行業(yè)，就是加入了希望和未來(lái)。而國(guó)外自從世界上第一棟智能建筑誕生后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案。國(guó)內(nèi)和國(guó)外的智能家居模式不同，國(guó)內(nèi)走的公寓式住宅，而國(guó)外走的是別墅型。兩者的側(cè)重點(diǎn)不同。相比于國(guó)內(nèi)的智能家居國(guó)外的更側(cè)重于安全防護(hù)。

隨著高科技和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，安全、舒適、便利的生活環(huán)境成為人們所推出的住宅環(huán)境，千萬(wàn)保障房的建成意味著將有更多的房產(chǎn)涌入裝修的大潮，與現(xiàn)代家居裝修息息相關(guān)的智能家居產(chǎn)業(yè)在這當(dāng)中扮演了重要角色。智能家居系統(tǒng)能夠?yàn)槿藗兲峁└虞p松、有序、高效的現(xiàn)代生活環(huán)境，已成為房地產(chǎn)商追逐的熱點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)的概念進(jìn)來(lái)以后，很多高檔的社區(qū)考慮了智能家居的問(wèn)題，要把這些智能化的東西都加進(jìn)保障房，相信保障房建設(shè)也能做好。”在保障房中應(yīng)用智能家居的相關(guān)系統(tǒng)，也就是在家裝中融入現(xiàn)代高科技元素，在與普通的家居相比，智能家居改變了普通家居的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)，為家居賦予了具有智慧的生命力。然而，目前只有少數(shù)高端住宅能夠裝上智能家居系統(tǒng)，如果將智能家居與傳統(tǒng)裝修捆綁在一起必然會(huì)相得益彰，讓更多的人在居有其室的基礎(chǔ)上享受到科技給生活帶來(lái)的便利舒適。智能家居在利好的政策環(huán)境下，也面臨著極大的挑戰(zhàn)，在市場(chǎng)同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重的今天，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益凸顯，智能家居企業(yè)只有通過(guò)自己在技術(shù)、價(jià)格、創(chuàng)新力等的優(yōu)勢(shì)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，牢牢抓住政策賦予的機(jī)會(huì)，把握市場(chǎng)格局，才能在千億資金中得到實(shí)惠。5 對(duì)自己的啟發(fā)和方案描述

智能家居網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)于現(xiàn)今的我們來(lái)說(shuō)是一種幸運(yùn)，給我們的生活帶來(lái)了更多的方便與舒適性。但是智能家居的發(fā)展不管是硬件還是軟件方面都需要一定的技術(shù)基礎(chǔ)上，才能夠讓人們放心的使用智能家居。但是智能家居的發(fā)展同時(shí)也帶給了人們一些不好的地方，最明顯的一點(diǎn)就是給人的惰性帶來(lái)了更廣大的發(fā)展空間。所以對(duì)于智能家居我們要抱著謹(jǐn)慎而又大膽的目光看待。參考文獻(xiàn)《基于ARM11的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》 李明亮 北京航空航天大學(xué)出版社 20132 《教你搭建自己的智能家居系統(tǒng)》 杭州晶控電子有限公司 機(jī)械工業(yè)出版社 201

33《智能家居控制系統(tǒng)/智能建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)叢書(shū)》 周洪 中國(guó)電力出版社 20064 《智能家居設(shè)備與電網(wǎng)間的信息交互接口規(guī)范》中國(guó)電力出版社 201

25《智能家居設(shè)計(jì)與施工》 顧牧君

研究思路研究方法以及手段

1.研究/設(shè)計(jì)思路

采用“層次化、結(jié)構(gòu)化、模塊化”設(shè)計(jì)思想規(guī)劃設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，使各智能家居系統(tǒng)能夠無(wú)縫結(jié)合，成為一個(gè)完整的大智能家居系統(tǒng)。

層次化：在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上將系統(tǒng)分成多個(gè)層次，明確各層次之間的相互關(guān)系及技術(shù)接口之后，對(duì)各層功能及系統(tǒng)選型進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，從而保證將來(lái)系統(tǒng)改造時(shí)只需對(duì)需要改造的某層局部功能改造便可。

結(jié)構(gòu)化：在智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上各個(gè)子系統(tǒng)互相配合，形成一個(gè)完整的大系統(tǒng)，同時(shí)又相對(duì)獨(dú)立，自成體系。

模塊化：在各子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，遵循模塊化設(shè)計(jì)思想，盡量將功能模塊化，以便以后可以很方便地對(duì)各系統(tǒng)的進(jìn)行擴(kuò)展和升級(jí)，也方便屏蔽局部的故障和系統(tǒng)的維修、維護(hù)和管理。在Windows環(huán)境下,Windows采用消息驅(qū)動(dòng)和設(shè)備統(tǒng)一管理以及利用消息隊(duì)列進(jìn)行程序控制。為了實(shí)現(xiàn)串口通信,Windows的SDK提供了完備的API函數(shù)和以中斷方式驅(qū)動(dòng)的通信驅(qū)動(dòng)程序,使編程變得較為容易。VisualC++由于功能強(qiáng)大和應(yīng)用靈活,同時(shí)得到Microsoft系統(tǒng)的最好支持,因此VisualC++經(jīng)常用作串口通信開(kāi)發(fā)工具。在Win32環(huán)境下基于VC++開(kāi)發(fā)串口通信有多種編程方式,本文主要采用MSCOMM控件的方法[5-9]目前模塊主要包括：主控模塊、電器控制子系統(tǒng)、照明控制子系統(tǒng)、安全控制子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)

功能從字面就能理解 控制總體的 聲控的照明的 安全防護(hù)的和連接網(wǎng)絡(luò)

2.研究/實(shí)現(xiàn)方法及手段

基于WINDOWS系統(tǒng)

以J2ee作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，運(yùn)用Eclipse為開(kāi)發(fā)工具，采用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)

第三篇：智能家居的開(kāi)題報(bào)告

燕 山 大

學(xué)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告

課題名稱：基于單片機(jī)

AT89C2051和無(wú)線通信模塊

nRF2401的智能家居（收）

課題性質(zhì)：理工類：工程設(shè)計(jì)

課題來(lái)源：自選

學(xué)院（系）：信息科學(xué)與工程學(xué)院 專

業(yè)：電子信息工程 年

級(jí)：2007級(jí)

學(xué)生姓名：李興鎖

指導(dǎo)教師：胡正平

2011年3月22日

一、選題的依據(jù)和意義（回答課題價(jià)值是什么？）

隨著電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，讓因特網(wǎng)和移動(dòng)通信烏龍不如地滲透到我們的生活中來(lái)，各種無(wú)線通信技術(shù)的日益成熟給這個(gè)新的浪潮起到了推波助瀾的作用。而家庭網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展為信息社會(huì)注入了新的生機(jī)和活力，逐漸勾勒出來(lái)在科幻小說(shuō)及電影了才有的智能家居的輪廓。

但是很多現(xiàn)有的智能家居系統(tǒng)都是有線的，無(wú)線連接方式只是作為有線連接的補(bǔ)充，這個(gè)家庭布線帶來(lái)很大的不便，而且網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)處理能力差。智能家居的發(fā)展依賴以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)在家庭內(nèi)部的推廣，最重要的任務(wù)就是選取一個(gè)合適的家庭網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來(lái)搭建智能家居系統(tǒng)。隨著傳感器即使，半導(dǎo)體制作技術(shù)，嵌入式處理技術(shù)等的發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究忽然發(fā)展取得了突飛猛進(jìn)的成果，無(wú)線收發(fā)設(shè)備也有很大的發(fā)展。基于這些無(wú)線傳感器，無(wú)線接收發(fā)射，嵌入式的應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入應(yīng)用，使智能家居也有了新的發(fā)展：無(wú)線傳輸信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)化等使得智能家居在應(yīng)用時(shí)更加方便，美觀，安全。

基于以上，先選做一個(gè)基于基于單片機(jī)AT89C2051和無(wú)線通信模塊nRF2401的智能家居系統(tǒng)。

二、智能家居的發(fā)展趨勢(shì)（（回答課題將來(lái)會(huì)往哪里走？））

智能家居是具有充滿智慧的控制系統(tǒng)，可提供全方位的信息交互功能，優(yōu)化人們的生活方式，提高家具的安全性，節(jié)約各種能源費(fèi)用。智能家居怎樣做到實(shí)用，易用，人性化，真正提高人們的生活品質(zhì)，才是智能家居的發(fā)展方向。

智能家居的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)是具有完善的家庭各個(gè)系統(tǒng)的智能控制功能：（1）智能家居防火報(bào)警功能是通過(guò)接入煙霧探頭，瓦斯探頭和水浸探頭，全天候24小時(shí)監(jiān)控可能發(fā)生的火災(zāi)，煤氣泄漏和溢水漏水，并在發(fā)生報(bào)警時(shí)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉氣閥，水閥，為家庭構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的安全屏障。

（2）智能家居的求助報(bào)警功能通過(guò)智能家居監(jiān)控器接入各種求助按鈕，使得家中遇到緊急情況時(shí)通過(guò)啟動(dòng)求助按鈕快速進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警，及時(shí)獲得各種救援。

（3）智能家居的環(huán)境監(jiān)測(cè)功能通過(guò)溫度傳感器和光感應(yīng)器把實(shí)時(shí)溫度和光線強(qiáng)度及室內(nèi)濕度值傳給智能中心，與設(shè)定的溫度和光線強(qiáng)度值等比較，調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)裝備（空調(diào)或換氣扇等）和燈光設(shè)備或百葉窗等達(dá)到想要的室內(nèi)環(huán) 境。

（4）智能家居還可以小區(qū)智能系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)小區(qū)智能化控制，更好的為家庭安全提供保障。

總之，隨著人們現(xiàn)在生活水平的提高及對(duì)家居功能的高級(jí)需求不斷增加，智能家居平臺(tái)將會(huì)越來(lái)越完善，是家居越來(lái)越舒適安全。

三、課題研究的內(nèi)容及要解決的問(wèn)題（解決問(wèn)題有哪些方法，你如何選擇？）

本課題是基于單片機(jī)AT89C2051和無(wú)線通信模塊nRF2401的智能家居（接收部分）。主要內(nèi)容是由單片機(jī)(AT89C2051)、無(wú)線通信模塊(nRF2401)、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器(門磁開(kāi)關(guān)、紅外線傳感器、火災(zāi)煙感傳感器、煤氣泄露傳感器、玻璃破碎報(bào)警器等)和一些外圍器件構(gòu)成，負(fù)責(zé)家居環(huán)境的監(jiān)測(cè)和報(bào)警信息的傳遞。在報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的主要功能是采集數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)以無(wú)線傳輸?shù)姆绞絺魉徒o網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)。

課題要解決的問(wèn)題：用單片機(jī)AT89C2051控制無(wú)線通信模塊nrf2401實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的環(huán)境監(jiān)測(cè)及調(diào)控，做出接收各種環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器采集的數(shù)據(jù)的接收部分，發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中。

四、課題研究工作

課題研究的步驟：

（1）復(fù)習(xí)電路，單片機(jī)，c++的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

（2）查找AT89C2051單片機(jī)，無(wú)線通信模塊nrf2401及各種傳感器的相關(guān)資料，以及相關(guān)應(yīng)用的實(shí)例。

（3）搜索本課題的相關(guān)研究，學(xué)習(xí)并比較。與課題聯(lián)系，做出做好選擇。（4）設(shè)計(jì)電路并完成硬件連接，調(diào)試。

（5）編寫控制程序，完成軟件調(diào)試，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)。（6）課題總結(jié)，撰寫報(bào)告。

五、研究工作進(jìn)展安排

本次課題設(shè)計(jì)在本學(xué)期內(nèi)完成，共17周，具體工作安排如下： 第1—4周：熟悉課題內(nèi)容，搜索相關(guān)資料，復(fù)習(xí)單片機(jī)、C語(yǔ)言，電路等相關(guān)知識(shí)，完成基本的思路設(shè)計(jì)； 第5—8周：進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行電路基本設(shè)計(jì)，程序編寫與調(diào)試； 第9—13周：對(duì)電路進(jìn)一步優(yōu)化，調(diào)試； 第14—15周：實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理及總結(jié)；

第16—17周：整理整個(gè)設(shè)計(jì)思路，撰寫論文，書(shū)寫課題總結(jié)，準(zhǔn)備答辯。

六、主要參考文獻(xiàn)（這是比較標(biāo)準(zhǔn)的格式）

[1] 朱靜.基于AT89C2051單片機(jī)的VCN-MIO智能節(jié)點(diǎn)模塊電路設(shè)計(jì).淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，19（1）：34-38.[2]吳成東，鄭君剛，劉大任，謝昆.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究.沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，21（6）:754-756.[3]鐘志萬(wàn).采用AT89C2051設(shè)計(jì)的家用無(wú)線防盜報(bào)警器.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010，8（1）：60-64.[4]李敏，張毅.基于nrf2401智能家居的自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì).電腦知識(shí)與應(yīng)用，2010，6（7）：1690-1695.[5]陳麗娟，常丹華.基于nrf2401芯片的無(wú)線數(shù)據(jù)通信.電子器件，2006,29（1）：248-280.[6]田景文，席桂清，許秀英.基于單片機(jī)的智能家居門禁系統(tǒng).安徽建筑工業(yè)學(xué)院報(bào)，2004，12（4）：47-49.[7]郭占龍.基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).中文核心期刊，2007,23（22）：23-31 [8]劉鵬，韓中華，王琦.基于單片機(jī)的智能家居環(huán)境狀況監(jiān)控器.科技廣場(chǎng)，2008，98（3）：188-190.[9]呂高.基于STC12L E2052AD和nrf2401模塊的無(wú)線通信設(shè)計(jì).電力學(xué)報(bào)，2007，22（4）：487-490.[10]陳莉，陶正蘇.環(huán)境監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì).儀表技術(shù)與傳感器，2008,（10）：8-30.[11]熊珍凱，郭俊銘.基于AT89C2051的遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)智能測(cè)控模塊.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2007,20（2）：29-31.[12]吳國(guó)獻(xiàn)，朱安麗，朱雷，汪振中.基于MSP430和NRF2401的小區(qū)信息自動(dòng)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).信息化建設(shè)，2010,108-124.[13]蔡型，張思全.短距離無(wú)線通信技術(shù)綜述.現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，（3）：65-76.[14]姜文剛，蔡藍(lán)圖.智能家居無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究.江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自 然科學(xué)版），2010,24（2）：169-173.[15]張艷紅，來(lái)清民，王路.基于單片機(jī)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng).河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010,19（3）：21-22.七、導(dǎo)師意見(jiàn)：

指導(dǎo)教師（簽字）

年 月 日

八、審核意見(jiàn)：

審查結(jié)果：

1、通過(guò)；

2、完善后通過(guò)；

3、未通過(guò)

負(fù)責(zé)人（簽字）：

****年**月**日

特別說(shuō)明：

[1] 格式比較自由，這個(gè)是參考，不是要求大家都這樣寫。

[2] 在閱讀文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上寫，不是簡(jiǎn)單的拷貝，而是歸納總結(jié)，如果只根據(jù)一篇文獻(xiàn)寫出來(lái)的，肯定不是很好的。

[3] 注意內(nèi)容，注意格式，紅字體是我給大家的提示！[4] 態(tài)度決定質(zhì)量。

第四篇：基于ARM的嵌入式智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).

摘要

科技改變生活，科技為人類帶來(lái)了更舒適更方便的解決方案，智能家居是現(xiàn)代化科技的體現(xiàn)，智能家居也正是在應(yīng)人們需求下而產(chǎn)生的。

本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)硬件控制系統(tǒng)有以下模塊：控制主機(jī)STM32F103VET6、無(wú)線短信收發(fā)模塊GPRS(遠(yuǎn)程監(jiān)控的主要模塊)、用于顯示的LCD1602液晶顯示屏(顯示測(cè)量出來(lái)的溫濕度值)、測(cè)量外部環(huán)境溫濕度的溫濕度傳感器DHT11，異步電機(jī)28BYJ-48(模擬控制窗簾收放用到的控制器)、蜂鳴器(報(bào)警用)、LED燈(模擬室內(nèi)各種燈)、繼電器(模擬室內(nèi)各種電器的控制開(kāi)關(guān))。

溫濕度傳感器測(cè)量出來(lái)的溫濕度數(shù)值通過(guò)LCD1602來(lái)顯示，當(dāng)超過(guò)設(shè)定的閾值將通過(guò)GPRS模塊發(fā)送警報(bào)短信到指定的手機(jī)上，同時(shí)也可以由手機(jī)發(fā)送特定短信到GPRS上控制LED燈的亮滅、控制28BJY-48步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、讀取當(dāng)前室內(nèi)的溫濕度并發(fā)送回手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的。關(guān)鍵詞 智能家居；遠(yuǎn)程監(jiān)控；GPRS；ARM Abstract Technology has changed life, science and technology has brought to mankind more comfortable and more convenient solution, smart home is a manifestation of modern technology, smart home is also in demand should be generated by people.The content of this thesis is to design a remote monitoring system of smart home based on ARM.The entire hardware control system has the following modules: the host controller STM32F103VET6, wireless SMS transceiver module GPRS(the main module of the remote monitoring), LCD display(to display the temperature and humidity measured values), temperature and humidity sensor,DHT11, be used to measure the external environment temperature and humidity, asynchronous motor 28BYJ-48(analog controller curtain used), a buzzer(alarm), LED light(simulated indoor lamps), a relay(control switch simulation of indoor each kind of electric appliance).The temperature and humidity value measured by the temperature and humidity sensor and displayed by LCD1602, when more than a set threshold an alarm SMS will be sent by GPRS module to the designated mobile phone, but also can be caused by the mobile phone to send a specific message to the GPRS to control LED light, 28BJY-48 stepper motor reversible, read the current indoor temperature and humidity and sent back to the mobile phone.Keywords smart home;remote monitoring;GPRS;ARM II

目 錄

摘要.......................................................................................................................I Abstract...............................................................................................................II 第1章 緒論........................................................................................................1 1.1 課題背景..................................................................................................1 1.2國(guó)外的發(fā)展動(dòng)態(tài).......................................................................................1 1.3 國(guó)內(nèi)的發(fā)展動(dòng)態(tài)......................................................................................2 1.4 本文各章主要安排..................................................................................2 第2章 各個(gè)硬件模塊的說(shuō)明............................................................................3 2.1 主控模塊..................................................................................................3 2.1.1 STM32的系統(tǒng)架構(gòu)............................................................................3 2.1.2 STM32F103VET6的內(nèi)部資源..........................................................4 2.2短信收發(fā)模塊GPRS................................................................................7 2.3溫濕度測(cè)量模塊.......................................................................................8 2.3.1 DHT11的引腳說(shuō)明............................................................................8 2.3.2 DHT11的工作原理............................................................................9 2.4 溫濕度液晶顯示模塊LCD1602............................................................11 2.4.1 LCD1602的管腳說(shuō)明......................................................................12 2.4.2 LCD1602的特性..............................................................................12 2.4.3 LCD1602的基本指令......................................................................12 2.5 收放窗簾模塊步進(jìn)電機(jī)28BJY-48.......................................................14 2.5.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理......................................................................14 2.5.2 步進(jìn)電機(jī)的引腳接線......................................................................14 2.6 本章小結(jié)................................................................................................15 第3章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)..................................................................................16 3.1 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)............................................................................16 3.2 STM32最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)........................................................................17 3.2.1電源的供電方案...............................................................................17 3.2.2 晶振電路..........................................................................................17 3.2.3 復(fù)位電路..........................................................................................18 III 3.2.4 串口驅(qū)動(dòng)電路...................................................................................18 3.3 步進(jìn)電機(jī)、繼電器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).........................................................19 3.4 本章小結(jié).................................................................................................20

第4章 軟件程序的設(shè)計(jì)...................................................................................21 4.1 主函數(shù)及TIM2中斷服務(wù)函數(shù)設(shè)計(jì)......................................................21 4.1.1 主函數(shù)及TIM2中斷服務(wù)函數(shù)程序代碼........................................21 4.1.2 主函數(shù)及TIM2中斷服務(wù)函數(shù)程序流程圖....................................23 4.2 GPRS來(lái)信中斷處理函數(shù)設(shè)計(jì)...............................................................24 來(lái)信中斷處理函數(shù)程序代碼.................................................24 4.2.2 GPRS來(lái)信中斷處理流程圖.............................................................26 4.3 GPRS的AT指令....................................................................................27 4.3.1 本設(shè)計(jì)中用到的AT指令................................................................27 4.3.2 PDU編碼...........................................................................................27 4.3.3 AT指令的使用程序設(shè)計(jì)..................................................................29 4.4本章小結(jié)..................................................................................................31 結(jié)論.....................................................................................................................32 參考文獻(xiàn).............................................................................................................33 致謝.....................................................................................................................35 附錄一 整個(gè)硬件系統(tǒng)電路圖...........................................................................36 附錄二 開(kāi)題報(bào)告說(shuō)明.......................................................................................37 附錄三 文獻(xiàn)綜述...............................................................................................38 附錄四 中期報(bào)告...............................................................................................39 附錄五 外文文獻(xiàn)及其翻譯...............................................................................40 附錄六 完整的程序代碼...................................................................................41 4.2.1 GPRS IV 第1章 緒論 第1章 緒論 1.1 課題背景

隨著科技的提高，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平的提高，對(duì)家居環(huán)境的要求也越來(lái)越高，作為家居智能化的核心部分——智能家居控制系統(tǒng)也越發(fā)顯得重要。智能家居控制器可以為系統(tǒng)提供智能控制方案，使住戶的控制更便捷，更高效，更能為家庭的日常活動(dòng)節(jié)約不必要的能耗[1]。而且在現(xiàn)在這個(gè)注重綠色環(huán)保的世界里，智能的為住戶控制好空氣的濕度、溫度等，檢查分析空氣成分，讓住戶安心入住。家居智能化控制的開(kāi)發(fā)和建設(shè)是未來(lái)國(guó)家、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，智能家居產(chǎn)品也在不斷發(fā)展尋求突破，用智能的方式緩和、解決社會(huì)矛盾，這是本課題的目的及意義所在。1.2國(guó)外的發(fā)展動(dòng)態(tài)

1984年，世界上第一座智能建筑在美國(guó)的康涅迪格州建成，這座意義不一般的智能建筑是對(duì)一座舊式大樓在一定程度上的改造而完成的。它只是采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)大樓的照明、空調(diào)、電梯等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并提供情報(bào)資料、語(yǔ)音通信、電子郵件等方面的信息服務(wù)。2000年，新加坡大約有5000戶家庭采用了這種家庭智能家居化系統(tǒng)，而與此同時(shí)，美國(guó)采用這種智能家居化系統(tǒng)的用戶已高達(dá)4萬(wàn)戶。目前，在國(guó)外的家庭智能化系統(tǒng)技術(shù)己經(jīng)越來(lái)越成熟，預(yù)計(jì)今后，越來(lái)越多的新房將會(huì)安裝具有一定的“智能家居化”功能的系統(tǒng)。于此同時(shí)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日益標(biāo)準(zhǔn)化，這些新型智能家居系統(tǒng)將會(huì)比世界首富比爾.蓋茨耗資六千萬(wàn)美元的高端智能家居別墅便宜得多。

在家居智能化系統(tǒng)研發(fā)方面，美國(guó)及一些西方國(guó)家一直處于領(lǐng)先地位。近年來(lái)，以摩托羅拉公司及美國(guó)微軟公司等為首的一些國(guó)外知名企業(yè)，先后加入到智能家居系統(tǒng)的研發(fā)中。比如:摩托羅拉公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的“居所之門”、微軟公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的“夢(mèng)幻之家”、IBM公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的“家庭主任”等都以日趨成穩(wěn)的技術(shù)霸占家居市場(chǎng)。此外，亞洲國(guó)家日本、韓國(guó)、新加坡等國(guó) 的領(lǐng)頭大企業(yè)也紛紛致力于家居智能化的研發(fā)，對(duì)家居市場(chǎng)更是躍躍欲試。1.3 國(guó)內(nèi)的發(fā)展動(dòng)態(tài)

1990年后，我國(guó)的智能家居化住宅小區(qū)日益興起。我國(guó)的智能家居化住宅建筑最早起于廣州、深圳和上海等沿海發(fā)達(dá)城市，并慢慢地向內(nèi)陸發(fā)展。在1997年香港回歸時(shí)，上海的中皇廣場(chǎng)在建設(shè)部“97跨世紀(jì)住宅小區(qū)案競(jìng)賽活動(dòng)”中被建設(shè)部科技委員會(huì)評(píng)為全國(guó)首家“智能住宅示范工程”，從此揭開(kāi)了我國(guó)智能家居住宅小區(qū)發(fā)展的序幕。1999年，建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化辦公室、建設(shè)部勘察設(shè)計(jì)司聯(lián)合組織實(shí)施了全國(guó)住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程，這也標(biāo)志著我國(guó)的智能家居進(jìn)入了一個(gè)新階段。隨著信息化技術(shù)日益普，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委領(lǐng)頭成立了家庭信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)，同時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已經(jīng)被列為了國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)專項(xiàng)計(jì)劃。根據(jù)建設(shè)部的要求，截止今年，大中城市中50%的住宅要實(shí)現(xiàn)智能化[2]。

我國(guó)的智能家居建設(shè)相對(duì)于國(guó)外起步比較晚，尚未形成一定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)各大硬、軟件企業(yè)機(jī)構(gòu)正在積極的研發(fā)更為符合市場(chǎng)的智能家居化產(chǎn)品，以解決我國(guó)當(dāng)前智能化設(shè)備使用復(fù)雜、產(chǎn)品價(jià)格昂貴及實(shí)用性差等缺點(diǎn)，而技術(shù)創(chuàng)新能力也逐漸向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏，這樣智能家居的未來(lái)值得我們期待[3-4]。1.4 本文各章主要安排

本文第二章主要介紹了智能家居控制系統(tǒng)中用到的各個(gè)硬件模塊，有主控模塊STM32F103VET6、GPRS短信收發(fā)模塊GTM900-B、溫濕度測(cè)量傳感器DHT11、液晶顯示屏LCD1602、步進(jìn)電機(jī)28BYJ-48。

第三章主要介紹了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)描述各個(gè)功能模塊電路圖的設(shè)計(jì)及其功能。

第四章主要介紹了控制系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)，主要有主函數(shù)及TIM2中斷處理函數(shù)的程序設(shè)計(jì)，GPRS來(lái)信中斷處理函數(shù)的設(shè)計(jì)以及GPRS的AT指令的PDU編碼過(guò)程。其中給出了主要程序代碼及其程序流程圖。第2章 各個(gè)硬件模塊的說(shuō)明 第2章 各個(gè)硬件模塊的說(shuō)明 2.1 主控模塊

本設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的主控芯片選擇的具有ARM內(nèi)核Cortex-M3的STM32F103VET6。該芯片屬于增強(qiáng)型的32位高性能微控制器，具有100引腳和高達(dá)512K字節(jié)的閃存存儲(chǔ)器。2.1.1 STM32的系統(tǒng)架構(gòu)

STM32VET6的系統(tǒng)架構(gòu)包含4個(gè)驅(qū)動(dòng)單元：Cortex-M3內(nèi)核Dcode總線、系統(tǒng)總線、通用DMA1和通用DMA2；4個(gè)被動(dòng)單元：內(nèi)部閃存存儲(chǔ)器Flash、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SRAM、FSMC和AHB到APB的橋。這些單元都是通過(guò)一個(gè)多級(jí)的AHB總線構(gòu)架相互連接的，如圖2-1所示。

ICode: 該總線將閃存指令接口與ARM的Cortex-M3內(nèi)核的指令總線相連接。指令預(yù)取在此總線上完成。

DCode: 該總線將閃存存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)接口和Cortex-M3內(nèi)核的數(shù)據(jù)總線相連接(常量加載和調(diào)試訪問(wèn))。

系統(tǒng)總線: 此總線連接Cortex-M3內(nèi)核的系統(tǒng)總線到總線矩陣，總線矩陣協(xié)調(diào)著DMA與內(nèi)核之間的訪問(wèn)。

DMA總線: 此總線將DMA的AHB主控接口與總線矩陣相聯(lián)，總線矩陣協(xié)調(diào)著CPU的DCode和DMA到 內(nèi)部閃存存儲(chǔ)器Flash、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SRAM和外設(shè)的訪問(wèn)。

總線矩陣: 該矩陣協(xié)調(diào)DMA主控總線與內(nèi)核系統(tǒng)總線間的訪問(wèn)與仲裁，仲裁采用輪換算法。總線矩陣包含4個(gè)驅(qū)動(dòng)部件和4個(gè)被動(dòng)部件。AHB外設(shè)通過(guò)總線矩陣與系統(tǒng)總線相連，允許DMA訪問(wèn)。

AHB/APB橋(APB): 兩個(gè)AHB/APB橋在AHB和2個(gè)APB總線間提供同步連接。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速(最高72MHz)。有關(guān)連接到每個(gè)橋的不同外設(shè)的地址映射。在每一次復(fù)位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外設(shè)都被關(guān)閉，在使用一個(gè)外設(shè)之前，必須設(shè)置寄存器RCC_AHBENR來(lái)打開(kāi)該外設(shè)的時(shí)鐘 3

圖2-1 STM32系統(tǒng)架構(gòu)

2.1.2 STM32F103VET6的內(nèi)部資源

STM32F103VET6的引腳圖如圖2-2所示。

(1)內(nèi)核：ARM的32位Cortex-M3微處理器；最高達(dá)72MHZ頻率，Cortex-M3內(nèi)部的數(shù)據(jù)路徑是32位的，寄存器是32位的，存儲(chǔ)器接口也是32位的。Cortex-M3采用了哈佛結(jié)構(gòu)，擁有獨(dú)立的Dcode總線和Icode總線，可以讓數(shù)據(jù)訪問(wèn)和取指并行不悖，這樣數(shù)據(jù)訪問(wèn)就不再占用Icode總線，從而提升了工作性能。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)特性，Cortex-M3內(nèi)部含有好幾條總線接口，每條都為自己的應(yīng)用場(chǎng)合而優(yōu)化過(guò)，并且它們可以并行工作。第2章 各個(gè)硬件模塊的說(shuō)明 圖2-2 STM32F103VET6引腳圖

(2)存儲(chǔ)器：512KB的閃存程序存儲(chǔ)器；64K字節(jié)的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 5

SRAM，它可以以字節(jié)、半字(16位)或全字(32位)訪問(wèn)。(3)時(shí)鐘和電源管理：

(a)三種不同的時(shí)鐘源可被用來(lái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)：1)HSI振蕩器時(shí)鐘；2)HSE振蕩器時(shí)鐘；3)PLL時(shí)鐘。

(b)STM32的工作電壓(VDD)為2.0～3.6V，通過(guò)內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器提供所需的1.8V電源；

(c)獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換器供電和參考電壓；

(d)一個(gè)完整的上電復(fù)位(POR)和掉電復(fù)位(PDR)電路；(e)可有3種不同工作模式的電壓調(diào)節(jié)器；(f)可編程電壓監(jiān)測(cè)器(PVD)。

(4)通用和復(fù)用功能I/O(GPIO和AFIO)：5組多功能雙向5V兼容的通用I/O端口；可使用復(fù)用功能重新映射到其他一些引腳上。

(5)DMA控制器：支持定時(shí)器、ADC、SPI、IIC和USART等外設(shè)。(6)嵌套向量中斷控制器：

(a)有68個(gè)可屏蔽中斷通道(不包含16個(gè)Cortex?-M3的中斷線)；(b)16個(gè)可編程的優(yōu)先等級(jí)(使用了4位中斷優(yōu)先級(jí))；(c)低延遲的異常和中斷處理；(d)電源管理控制；

(e)系統(tǒng)控制寄存器的實(shí)現(xiàn)。

(7)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)：12位的ADC是一種逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它有多達(dá)18個(gè)通道，可測(cè)量16個(gè)外部和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)源。

(8)定時(shí)器：2個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器(TIM1、TIM8)；(a)4個(gè)通用定時(shí)器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5)；(b)2個(gè)基本定時(shí)器(TIM6、TIM7)；

(c)一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘、兩個(gè)看門狗定時(shí)器和一個(gè)系統(tǒng)滴答定時(shí)器(Systick)。

(9)通用異步收發(fā)器(USART)：全雙工的，異步通信RZ標(biāo)準(zhǔn)格式；發(fā)送和接收共用的可編程波特率，最高達(dá)4.5Mbits/s；智能卡模擬功能。6

第五篇：welbellC6智能家居系統(tǒng)

華百安WelbellC6智能家居系統(tǒng) 打造智能美好生活

炎炎的夏日，開(kāi)著車回家的你，用手機(jī)打個(gè)電話就可以提前打開(kāi)家里的空調(diào)，讓榨汁機(jī)準(zhǔn)備一杯新鮮的果汁，再讓家庭音響準(zhǔn)備好你最喜歡的音樂(lè)??

慵懶的冬季，躺在客廳沙發(fā)上的你，通過(guò)一支遙控器就可以讓廚房里的咖啡機(jī)煮出一壺?zé)峥Х龋屛⒉t為你準(zhǔn)備一套香噴噴的晚餐??

小區(qū)里再也沒(méi)有神色緊張的保安，誰(shuí)家的煤氣漏了，發(fā)生火災(zāi)了，有人闖入了，都已經(jīng)自動(dòng)及時(shí)地通報(bào)到小區(qū)的報(bào)警服務(wù)器??

華百安告訴您，這里所描述的生活并不是什么奢望，而是科技以服務(wù)為本、影響生活、改變生活、創(chuàng)造新的生活方式的最直觀體現(xiàn)。

Welbell C6智能家居系統(tǒng)介紹：

華百安自主研發(fā)的C6智能家居系統(tǒng)是基于CAN總線技術(shù)，通過(guò)一系列特定功能的模塊化產(chǎn)品，并結(jié)合綜合布線技術(shù)，將家居中的電腦、家電、燈光、背景音樂(lè)、電動(dòng)窗簾、電風(fēng)扇以及安防和環(huán)境探測(cè)器等產(chǎn)品構(gòu)建一個(gè)基于CAN總線的智能家居網(wǎng)絡(luò)管理和控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)家居的全面控制和有效管理，達(dá)到用戶居家便利、舒適、安全、節(jié)能的目的。

CAN總線通訊介質(zhì)為雙絞線。總線通訊數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度采用多字節(jié)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸具備總線數(shù)據(jù)偵測(cè)、位校驗(yàn)、數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)功能。平均通訊速率規(guī)范為20Kbps。總線具備紅外、無(wú)線射頻、RS232、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)等多種通訊接口。

C6家居網(wǎng)絡(luò)管理控制產(chǎn)品，不但自身功耗低，還能通過(guò)靈活的預(yù)置滿足用戶個(gè)性化的生活習(xí)慣，同時(shí)減少能源浪費(fèi)，節(jié)能效果明顯。

主要實(shí)用功能：

燈光控制方面

包括手動(dòng)控制、智能遙控器遙控、定時(shí)控制、兩地或多地控制、一鍵式燈光組合效果控制、部分或全部燈光的全開(kāi)/全關(guān)控制、電話/手機(jī)的遠(yuǎn)程控制、電腦控制、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制、以及部分區(qū)域“人來(lái)燈開(kāi)、人走燈光”的人體感應(yīng)自動(dòng)控制等等。

家電萬(wàn)能遙控

家里有不少的家電，包括電視、影碟機(jī)、音響、空調(diào)、可遙控的電風(fēng)扇、機(jī)頂盒、投影儀等等，每個(gè)家電都有自己的遙控器，使用時(shí)不得不在好幾個(gè)遙控器之間換來(lái)?yè)Q去，夠麻煩的！現(xiàn)在，在智能住宅中，只需通過(guò)一個(gè)全能遙控器，不僅可以遙控?zé)艄猓€可以遙控全宅的家電設(shè)備，非常的方便。

全宅遠(yuǎn)程控制

全宅燈光、家電可以通過(guò)電話/手機(jī)語(yǔ)音導(dǎo)航、發(fā)送手機(jī)短信、電腦和智能手機(jī)寬帶互聯(lián)網(wǎng)等多種手段進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

全宅音視頻共享

智能住宅中的客廳、餐廳、廚房、臥室、書(shū)房、盥洗室等多個(gè)區(qū)域都可以方便地單獨(dú)享受來(lái)自多個(gè)音源包括CD機(jī)、U盤中的背景音樂(lè)或收聽(tīng)電臺(tái)廣播，這是非常愉悅身心的事情！

除了實(shí)現(xiàn)全宅的背景音樂(lè)共享，智能住宅中還可以實(shí)現(xiàn)視頻共享。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：在家里的多臺(tái)電視上都可以同時(shí)觀看一臺(tái)DVD中播放的大片。

窗簾門窗遙控

通過(guò)手動(dòng)或遙控可以對(duì)電動(dòng)窗簾或電動(dòng)門窗進(jìn)行任意操作，如果系統(tǒng)接入風(fēng)、光、雨傳感器時(shí)，電動(dòng)窗簾和門窗可以根據(jù)要求自動(dòng)開(kāi)閉；還可以定時(shí)預(yù)置操作以及與情景模式聯(lián)動(dòng)操作開(kāi)閉。

全宅安全防范

C6智能家居系統(tǒng)中接入相應(yīng)的探測(cè)器，就能實(shí)現(xiàn)防盜火災(zāi)燃?xì)庑孤┍O(jiān)控；出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)能夠通過(guò)電話語(yǔ)音報(bào)警或短信及時(shí)通知業(yè)主，并通過(guò)本地的聲光設(shè)備聯(lián)動(dòng)發(fā)出警報(bào)。當(dāng)全家外出時(shí)，還能夠預(yù)置度假模式，模擬有人在家來(lái)實(shí)現(xiàn)防盜。安裝有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)時(shí)，還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)聽(tīng)、拍照錄像。

部分產(chǎn)品實(shí)物圖：

全能遙控器

多功能探測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器

多功能液晶觸控面板功能描述

華百安C6系統(tǒng)多功能觸控面板突破了傳統(tǒng)智能開(kāi)關(guān)面板的理念，它提供多達(dá)5個(gè)控制界面，每個(gè)界面可以自定義5個(gè)控制對(duì)象，控制對(duì)象可以是系統(tǒng)中的任何燈光、家電、音視頻，或一鍵式情景模式，或者是急救、布防、撤防、燈全開(kāi)、燈全關(guān)等等。而且，每個(gè)控制對(duì)象均可以以直觀的文字或圖標(biāo)表示，完全的個(gè)性化，操作交互方面一目了然。可以說(shuō)，C6多功能觸控面板具備了智能終端的功能，全新的設(shè)計(jì)理念、強(qiáng)大的功能、精美的外觀使其在智能家居行業(yè)中備受矚目！

“為客戶提供家居生活智能化”是華百安持之以恒的追求！華百安會(huì)不斷提升智能家居核心技術(shù)，將系統(tǒng)平臺(tái)的產(chǎn)品和功能日益豐富和完善，為人們帶來(lái)更多安全、舒適、便捷、新奇、有趣的生活體驗(yàn)！環(huán)境檢測(cè)傳感

智能音視頻交換機(jī)

燃?xì)鈧鞲须娮杵炼喙δ苡|控面

OLED電容觸控多功能面

強(qiáng)電集中控制模