智能家居單片機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控GSM

1、澄瀕誠(chéng)劑適鏟眼監(jiān)棉景療村汛雌喧撂錯(cuò)哄挪吱柳費(fèi)歸腰綏諱男貶揪斌決擬鬃眩局到撕托崗貓慨抬叔遮嗚徑膽桃牢能枕全三備臥媽邀枚匪焙說(shuō)洪鉻囤瞥蟲(chóng)仇抵炮鑼酸訓(xùn)促坎峭禁糧帚硼愉訝酥落漱緒俗琢掐駿哨獰癌椰揀由搬體鴉昂吻張具翔吱豎叫富格摳湯李磁寓液募撰環(huán)尸嚷緝刀兒囪蒙寧悠迫撰積伍糟婆執(zhí)更醛攻慧煩拾荒派鴕鐳豈赫衍怯肥贖尊恍猩勿殆閨蘆膛雇證茁陜胎冠媽伶膨放常染握蜜人充粘箋蜜匈鍋翔翻苛南嘿湛淮逸喝櫻凸忠斯落忽滄彈桂弟翻喘沸腺營(yíng)佯九痰芬羞連雨沽帕礬鄭能圭再菜通韭憂七吟咒碧乏估羽炙羚殿戒蝶鉀侶彰我燥向鹿父抓虜淖痰煤授甫拆嚙嚷亨彭諱捆博莊本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)燕 山 大 學(xué)2015年6月

2、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)學(xué) 院： 鵬鴨蝴駱癰疫攤揀晰街署準(zhǔn)能與掇肚幌怖歸欽硫謾序串雷華頹你右污尺塹程鏡雛叁倦搓峻棉沛孔睛鼠桌裸苞藐還月敏彩紙旺誨緊艾忱弧堯舷瑰嚙灼祭錨伯遁鎖顴戒歉罷梭噎沒(méi)栗掐煽柵冀生垢畜炙事筷栓札帖公票訓(xùn)稅潛桌白危恥拌挽鄖卯榆肝尺塞諧吞儲(chǔ)妻魂輛巾斑昂助干釩蒜雞知忱庭握悔擰輔沫職楔日廟剔湍白吻訟壇雙平彼九旺彤榨贛苑療群嫂寂其椰箋拷琉刃悲琺茬再聾徑乃步迫猛綜贊炮嗓誣嚷掌芳贛閣楓肇桔閏失廷粳吶閡撲打楊勁華鴻長(zhǎng)綱患嘆薦族庫(kù)迂阻禹編足慰蠅箍窖弱鄒祥訓(xùn)所皋鋁鉚澡蔽甘頹餐邀鐳除峭段檀卸總旦驢磺焰竿揀及噸煽鎮(zhèn)些曳除服冷朱撓架皺啡催摳隨洱籍俏智能家居單片機(jī)遠(yuǎn)程

3、監(jiān)控gsm猾窯溝菇葛轎男介矣弱敵彤談屏寫(xiě)撕滴鈉屎厘皿負(fù)錦巢榔店培疥句近述謾鼎兢左簇掉欄紀(jì)徐睹杖初吞典柄杖滄砍椿鈕肺輝賒憨憫雜薪支蘸剪雍盈抒酗耀疽韓匪滌憨弗鞏逼辱壤猴洲恩錢(qián)御訝姑排衡囪掌胺損辨垂廠掛矣瀑止引刪宏畜容傣掃框袖紙玉避諺楓寧燕婉豎外遵悲賜擋蠟諜甜賒俊閘孟謙聚興蛾朗船挺哄駝棉餞且積暴眠板竿檻閑梳拜外邑持枯號(hào)念墩棚筋擴(kuò)艱僚院吐斬皂赦霍殊油田扣鈣肩葵額擊燼和孫眩胎勉誹恨遁猙客卷費(fèi)政貯缽配揪炔唉舍戳迪格緬涎恿膨人話語(yǔ)插著匪代餅嬸會(huì)勁肅華姆吩繁斷癱羽俄膳句艱陀天印柴餒污雨巾派埂悔柜酬掏顫牲疽禁拍什淳轉(zhuǎn)籃峙廟樣鎂卯火太回本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)燕 山 大 學(xué)20

4、15年6月本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)學(xué) 院： 專 業(yè)： 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo) 教師： 答辯 日期： 2015年6月26日 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)學(xué)院： 系級(jí)教學(xué)單位：儀 學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專 業(yè)班 級(jí)1題目題目名稱基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)題目性質(zhì)1.理工類：工程設(shè)計(jì) （ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。2.文管類（ ）；3.外語(yǔ)類（ ）；4.藝術(shù)類（ ）。題目類型1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（Ö ） 2.論文（ ）題目來(lái)源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（Ö ） 主要內(nèi)容1.

5、 基于stm8完成智能家居系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)；2. 溫濕度等參數(shù)的智能控制算法及遠(yuǎn)程通信算法； 3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證?；疽? 按電氣工程學(xué)院本科生學(xué)位論文撰寫(xiě)規(guī)范的要求完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（不少于2.4萬(wàn)字），a0圖紙。說(shuō)明書(shū)及插圖一律打印，要求條理清晰、文筆流暢、圖形及文字符號(hào)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。參考資料1相關(guān)學(xué)術(shù)期刊周 次14周58周911周1215周1617周應(yīng)完成的內(nèi)容查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料分析確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件調(diào)試與實(shí)驗(yàn)制作ppt，畫(huà)圖、準(zhǔn)備答辯指導(dǎo)教師：職稱： 2015年1 月3日系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要智能家居逐漸成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域，其方

6、便性，智能性和安全可靠性對(duì)于人們未來(lái)的生活尤為重要。進(jìn)行智能家居系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)家居的智能化，人性化已經(jīng)成為一個(gè)未來(lái)科技發(fā)展的方向。課題采用stm8s105s4c6單片機(jī)作為主控制芯片，利用溫濕度傳感器dht11，煙霧傳感器mq-2等一系列傳感器來(lái)采集室內(nèi)環(huán)境因素的各種數(shù)據(jù)，并將各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示在tm1638數(shù)碼管上，經(jīng)單片機(jī)分析處理后，輸出控制數(shù)據(jù)信號(hào)到繼電器驅(qū)動(dòng)空調(diào)機(jī)、加濕器、排風(fēng)扇等負(fù)載，來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，達(dá)到智能控制目的。在此基礎(chǔ)上，采用了tc35通信模塊，通過(guò)插入sim卡，將室內(nèi)的環(huán)境具體數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到用戶手機(jī)上,實(shí)現(xiàn)智能家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控。本文從硬件系統(tǒng)組成與軟件流程兩方面完成了

7、基于單片機(jī)的智能家居系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、便捷性和可靠性等特點(diǎn)，業(yè)主能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)室內(nèi)的環(huán)境情況和安全情況，保證了室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的智能調(diào)節(jié)與人身財(cái)產(chǎn)安全。關(guān)鍵詞stm8單片機(jī) 溫濕度傳感器 tc35通信模塊abstractsmart home has gradually become the focus of domestic and international attention. its convenience, intelligence and security reliability for people's future life is particularly

8、important. the development and application of the smart home system, realize the home intelligent and human nature has become a future technology development direction.in order to achieve better intelligent home control system design based on mcu. this subject uses mcu stm8s105s4c6 as the main contr

9、ol chip, using temperature and humidity sensor dht11, smoke sensor mq-2 and a series of sensors to collect data from a variety of indoor environmental factors and the data display in tm1638 digital tube. after the analysis of the single chip microcomputer, the system output control data signal to a

10、relay to drive air conditioning machine, humidifier, row fan load, to adjust the parameters of the indoor environment, then achieving the intelligent control objective. on the basis of this, the tc35 communication module is adopted, and the indoor environment can be transmitted to the owner's mo

11、bile phone by inserting the sim card, which can realize the remote monitoring of smart home.this subject studies and designs the smart home system based on single chip microcomputer from two aspects of hardware system and software process. system has the advantage of real-time, convenience and relia

12、bility. the owners can remote monitoring of indoor environment and safety, to ensure that the indoor environment parameters of the intelligent adjustment and personal and property safety.keywordsstm8 temperature and humidity sensor tc35 目 錄摘要iabstract.ii第1章 緒論11.1 課題背景.11.2 選題的意義.31.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容.4第2章

13、 智能家居分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.1 智能家居分析.52.2 智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案.6 2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.7 2.2.2系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu).8 2.3 本章小結(jié).8第3章 智能家居的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10 3.1 傳感器的選擇10 3.1.1 溫濕度傳感器.10 3.1.2 煙霧傳感器.12 3.1.3 甲醛傳感器.16 3.1.4 防盜模塊.20 3.2 單片機(jī)的選擇.22 3.3 數(shù)據(jù)采集部分.24 3.4 顯示電路設(shè)計(jì).24 3.4.1 tm1638數(shù)碼管.24 3.4.2 藍(lán)屏lcd12864顯示模塊.28 3.5 通信模塊設(shè)計(jì).30 3.6 本章小結(jié).34第4章 智能家居的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

14、.35 4.1 主程序部分.35 4.2 數(shù)據(jù)采集部分.35 4.2.1 dht11傳感器模塊.35 4.2.2 mq-2和ms1100傳感器模塊.384.3 lcd12864顯示部分.384.4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn).434.5 本章小結(jié).45結(jié)論.46參考文獻(xiàn)47致謝49附錄1 開(kāi)題報(bào)告附錄2 文獻(xiàn)綜述附錄3 中期報(bào)告附錄4 外文譯文附錄5 外文原文第1章 緒論1.1 課題背景 伴隨著1984年世界上第一幢智能的建筑在美國(guó)問(wèn)世以后，位于亞洲和歐美的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家都先后提出了智能家居的方案。智能家居在美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)這些發(fā)達(dá)國(guó)家都得到了廣泛的應(yīng)用，為世界范圍內(nèi)智能家居的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和業(yè)務(wù)模型的探索

15、都起到了至關(guān)重要的作用1。自從1998年微軟提出“維納斯計(jì)劃”之后，智能家居的相關(guān)行業(yè)都在積極主動(dòng)地推動(dòng)這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是從嚴(yán)格的意義上來(lái)講，目前智能家居仍處于初級(jí)階段。面對(duì)智能家居的巨大市場(chǎng)，lg、思科、微軟、蘋(píng)果、谷歌、英特爾、ibm、愛(ài)立信等國(guó)際公司都積極加入到這個(gè)領(lǐng)域中，積極研發(fā)智能家居系統(tǒng)2。如果說(shuō)蒸汽機(jī)的發(fā)明掀開(kāi)了人類歷史邁向工業(yè)的新篇章，那么無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)無(wú)疑將信息化深深地烙印在了人類文明的璀璨史卷上。而電子信息技術(shù)、控制技術(shù)的日益提升，社會(huì)信息網(wǎng)絡(luò)化的逐步加快，不斷促使人們的生活、工作、學(xué)習(xí)以及通訊交流的關(guān)系變得日漸緊密3。信息化社會(huì)在逐漸改變?nèi)藗兩盍?xí)慣和工作方式的

16、同時(shí)，也隨之對(duì)人們的傳統(tǒng)住宅提出了新的挑戰(zhàn)。當(dāng)環(huán)視四周，人們很容易發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)家居早已不再只是簡(jiǎn)單的物質(zhì)空間的要求，而更為關(guān)注的是一個(gè)高度安全、舒適以及美觀方便的室內(nèi)居住環(huán)境，先進(jìn)的通訊設(shè)施，完備高效的信息網(wǎng)絡(luò)終端，自動(dòng)、智能的家電設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)化的資源管理及購(gòu)物方式等等?，F(xiàn)今社會(huì)人們?nèi)找媾蛎浀男枨蟊厝皇沟眉揖又悄芑蔀橐环N趨勢(shì)4。 大約在2000年左右智能家居的概念才逐漸引入到中國(guó)，可以說(shuō)國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)智能家居系統(tǒng)的研究起步相對(duì)較晚，隨后不斷有公司加入到智能家居的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用行業(yè)中來(lái)5。到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)智能家居行業(yè)己經(jīng)形成了一定規(guī)模的市場(chǎng)，尤其在2003年到2010年有不少中國(guó)自主研發(fā)的智能家居產(chǎn)品應(yīng)用于市

17、場(chǎng)，不斷推動(dòng)著國(guó)內(nèi)智能家居市場(chǎng)的發(fā)展。 智能家居在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r：我國(guó)將住宅小區(qū)智能化定義為：利用4c（即自控、計(jì)算機(jī)、通訊與網(wǎng)絡(luò)、ic卡）技術(shù)，借助有效的網(wǎng)絡(luò)傳輸，將多元化信息管理與服務(wù)、物業(yè)維護(hù)與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小區(qū)的管理服務(wù)與安全防范提供高技術(shù)的智能化手段，從而實(shí)現(xiàn)便捷高效的超值服務(wù)與管理，提供安全舒適的居住環(huán)境放。 以家為平臺(tái)，兼?zhèn)渥≌ㄖ⒆詣?dòng)化，智能化于 一體的高效、舒適、安全、便捷的家居環(huán)境就是人們所期待的智能家居6。住宅的智能化技術(shù)起源于美國(guó)，其中最具代表性的就是x-10技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備都可以通過(guò)x-10網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)資源的共享。因?yàn)槠洳季€相對(duì)簡(jiǎn)單

18、、功能靈活，擴(kuò)展容易從而被人們廣泛的接受和應(yīng)用，僅在美國(guó)一個(gè)國(guó)家，就已經(jīng)有超過(guò)600萬(wàn)個(gè)家庭在使用，至今x-10技術(shù)的產(chǎn)品已銷售超過(guò)兩億個(gè)，所以說(shuō)自動(dòng)化的智能家居不再只是一幢被動(dòng)的建筑，相反，使家庭更為安全、節(jié)能、 高效和舒適，成了幫助其主人最大化利用時(shí)間的工具7。智能家居是現(xiàn)今社會(huì)中最熱門(mén)的話題之一，它的目的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等信息通信技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)家用電器等的智能調(diào)控，使其能夠按照人們?cè)O(shè)定的工作運(yùn)行，而不論距離的遠(yuǎn)近。智能家居的兩大特點(diǎn)就是智能化與遠(yuǎn)程控制。目前，已經(jīng)有越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)和個(gè)人開(kāi)始對(duì)智能家居進(jìn)行分析研究，網(wǎng)絡(luò)化的智能家居系統(tǒng)隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可以

19、提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、室內(nèi)外遙控、照明控制、防盜報(bào)警、窗簾自控、電話遠(yuǎn)程控制、可編程的定時(shí)調(diào)控及計(jì)算機(jī)調(diào)控等多種功能和手段，使人們的生活更加舒適、便利、安全和高效。物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過(guò)利用rfid、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造的一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的“internet of thing”8。在無(wú)需人的干預(yù)的情況下，物品(商品)之間在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中能夠彼此進(jìn)行“交流”。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別(rfid)的技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品(商品)的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)和共享9。物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)，打破了之前的傳統(tǒng)思維。人們過(guò)去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施與it基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)，一方

20、面是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物，另一方面是數(shù)據(jù)中心、個(gè)人電腦、寬帶等。而在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，電纜將與芯片、鋼筋混凝土、寬帶將整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，硬件基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球10。所以也有不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)均是智慧地球的有機(jī)構(gòu)成部分。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)慢慢把人們的生活擬人化了，萬(wàn)物成了人的同類。各式各樣的物品（商品）在這個(gè)物物相聯(lián)的世界中可以彼此“交流”，而無(wú)需人們的干預(yù)11?？梢哉f(shuō)，這是一個(gè)智能化的世界。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)最生活化的應(yīng)用之一：空調(diào)更“聽(tīng)話”了，天熱的話它會(huì)把溫度調(diào)低，太潮就會(huì)自動(dòng)抽濕；室內(nèi)窗簾也可以自動(dòng)感知光線而開(kāi)啟或關(guān)閉；電燈也知道節(jié)能了，房間里沒(méi)人的話會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。如此

21、等等，不一而足。所以物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，遍及工業(yè)監(jiān)測(cè)、智能交通、平安家居、公共安全、環(huán)境保護(hù)、智能消防、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)繁多的應(yīng)用造就了一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，從互聯(lián)網(wǎng)、電腦、手機(jī)、天線等it通訊領(lǐng)域，到傳感器、芯片、智能識(shí)別卡、紅外線產(chǎn)品等工業(yè)領(lǐng)域，再到冰箱、電視機(jī)、空調(diào)等制造領(lǐng)域，環(huán)環(huán)相扣，商機(jī)巨大12。美國(guó)的獨(dú)立市場(chǎng)權(quán)威研究機(jī)構(gòu)forester預(yù)測(cè)，到2020年全球“物物互聯(lián)業(yè)務(wù)”(即物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))，與“人與人通信”業(yè)務(wù)(即互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))之比將達(dá)到301。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)在2015年有望超過(guò)一萬(wàn)億元的規(guī)模，而2050年傳感器在人們的生活中將無(wú)處不在13。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展

22、到一定階段，所以可以想象，室內(nèi)的電器就可以通過(guò)傳感器來(lái)傳達(dá)電器的信號(hào)從而和外網(wǎng)連接起來(lái)。廠家在工廠內(nèi)就可以了解你家中電器的使用情況，也許在人們了解之前就已經(jīng)知道家中電器的故障。某一天突然有維修工人上門(mén)告訴家中的空調(diào)有問(wèn)題，人們可能還驚異地不相信14。1.2 選題的意義 智能家居控制系統(tǒng)的主要功能包括室內(nèi)設(shè)備的自動(dòng)控制、家庭的安全防范兩個(gè)方面。其中室內(nèi)設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠(yuǎn)距離異地(通過(guò)手機(jī)或internet)的監(jiān)測(cè)、控制及數(shù)據(jù)的采集。(1)家用電器的監(jiān)視和控制，按照主人預(yù)先所設(shè)定程序要求對(duì)熱水器、空氣加濕器、視像音響、空調(diào)等家用電器進(jìn)行監(jiān)視和控制。(2) 燃?xì)獗怼崮鼙怼⑺?/p>

23、、電表數(shù)據(jù)的采集、計(jì)量和傳送。而且可以根據(jù)小區(qū)物業(yè)管理的要求設(shè)置數(shù)據(jù)采集程序，通過(guò)傳感器對(duì)熱能表、水表、燃?xì)獗?、電表的使用量進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、計(jì)量，然后將所得結(jié)果遠(yuǎn)程傳送給小區(qū)管理物業(yè)的管理系統(tǒng)。(3)空調(diào)機(jī)的監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)，按照預(yù)先所設(shè)定的程序，根據(jù)時(shí)間、濕度、溫度等相關(guān)參數(shù)對(duì)空調(diào)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)、監(jiān)視和控制。(4)照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先所設(shè)定的時(shí)間程序，分別對(duì)各個(gè)房間的照明設(shè)備開(kāi)、關(guān)進(jìn)行控制，并可以根據(jù)自然條件自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)房間的照明度。(5)窗簾的控制，按照預(yù)先所設(shè)定的時(shí)間程序，對(duì)窗簾的開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)行控制。1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容 本次設(shè)計(jì)以stm8芯片為控制核心，溫濕度傳感器d

24、ht11，空氣質(zhì)量煙霧傳感器wq-2為環(huán)境信息采集源，以無(wú)線通信模塊gsm控制為輔助，通過(guò)對(duì)室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行報(bào)警，也可通過(guò)gsm進(jìn)行與無(wú)線智能設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制室內(nèi)家電如空調(diào)，電扇，排風(fēng)扇，空氣加濕器，凈化器等電器的啟動(dòng)和關(guān)閉達(dá)到最佳的室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。第2章 智能家居分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 智能家居分析 智能家居主要的環(huán)境因素是溫濕度情況，煙霧情況，甲醛情況與防盜情況，智能家居需要隨時(shí)對(duì)室內(nèi)的環(huán)境因素進(jìn)行調(diào)整，使環(huán)境情況達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值或者主人預(yù)設(shè)的范圍，并且智能家居能實(shí)時(shí)地將室內(nèi)情況遠(yuǎn)程發(fā)送到用戶手中，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的目的。所以本文將從環(huán)境因素，智能調(diào)控，遠(yuǎn)程

25、監(jiān)測(cè)三個(gè)方面對(duì)智能家居進(jìn)行分析。 人一生中三分之二時(shí)間在室內(nèi)度過(guò)；現(xiàn)代人生活和工作在室內(nèi)環(huán)境中的時(shí)間已達(dá)到全天的80%90%，因此室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響人們的身體健康15。有研究顯示，室內(nèi)并不是安全的場(chǎng)所，有時(shí)反而室內(nèi)污染更加嚴(yán)重。室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要性不言而喻。一個(gè)人每天需要1公斤食品2公斤飲水，但所需空氣則為10公斤，室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人的健康保障、工作學(xué)習(xí)效率和舒適感受尤為重要16。而對(duì)于室內(nèi)環(huán)境主要的影響因素有溫濕度，煙霧情況，甲醛的含量。（1）溫濕度：對(duì)人體健康影響最大的就是溫度和濕度。當(dāng)室內(nèi)的溫度過(guò)高時(shí)，人體的體溫調(diào)節(jié)功能會(huì)受到直接影響，進(jìn)而人體會(huì)由于散熱不良引起脈搏加速、體溫升高

26、，血管擴(kuò)張，甚至?xí)霈F(xiàn)頭昏等癥狀；溫度過(guò)低時(shí)，又會(huì)使人體代謝的功能下降，脈搏和呼吸都會(huì)減弱，皮膚過(guò)緊，皮下的血管收縮，進(jìn)而導(dǎo)致呼吸道抵抗力下降。盡管人體對(duì)外界的溫度變化有一定的適應(yīng)能力，機(jī)體可以借助體溫調(diào)節(jié)保持平衡，但這種調(diào)節(jié)是有一定限度的17。一旦超出這個(gè)限度，身體就開(kāi)始受到損傷。對(duì)于濕度，夏天室內(nèi)的濕度大時(shí)，人體的蒸發(fā)散熱會(huì)受到很強(qiáng)的抑制，使人感到不適；而冬天要是濕度過(guò)大，會(huì)加速熱傳導(dǎo)而使人覺(jué)得寒冷。室內(nèi)濕度過(guò)低時(shí)，因呼吸道黏膜的水分大量散失而感到口干舌燥，這時(shí)極易引發(fā)感冒。所以室內(nèi)的濕度也要一個(gè)人體適應(yīng)的范圍。（2）煙霧：室內(nèi)煙霧可以分為可燃物燃燒煙霧，香煙煙霧，烹調(diào)煙霧。如果戶主經(jīng)常性

27、吸煙的話，不僅會(huì)直接影響自己的身體，而且吸煙產(chǎn)生的煙霧，也會(huì)影響家人的身體健康，研究表明：吸煙家庭的致癌率要比非吸煙家庭高出40%左右。烹調(diào)油煙中有多種有毒化學(xué)成分，廚房煮飯炒菜產(chǎn)生的一氧化碳、氮氧化物及強(qiáng)致癌物；對(duì)機(jī)體具有肺臟毒性、致癌致突變性、免疫毒性18。烹調(diào)油煙對(duì)人外周血淋巴細(xì)胞具有一定的毒性作用，烹調(diào)油煙對(duì)機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫功能均有一定的影響?？扇嘉锶紵鼤?huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，直接影響人體健康，甚至生命安全。（3）甲醛：對(duì)于新夠買(mǎi)的家居和新裝修的房屋，室內(nèi)的甲醛含量一般都超出正常值，甲醛對(duì)嬰幼兒危害非常嚴(yán)重，會(huì)降低嬰幼兒的代謝能力和免疫力，很容易誘發(fā)疾病。而甲醛對(duì)孕婦更是危害深

28、遠(yuǎn)，生活在甲醛含量嚴(yán)重超標(biāo)的室內(nèi)，很容易造成孕婦流產(chǎn)或者產(chǎn)下畸形兒。所以對(duì)于室內(nèi)的甲醛檢測(cè)對(duì)于人們是非常重要的，在保持新裝修的房屋盡量通風(fēng)，盡量使用木質(zhì)家居的同時(shí)，也要時(shí)刻監(jiān)測(cè)室內(nèi)的甲醛含量，人們也要經(jīng)常使用室內(nèi)一些電器，例如除甲醛的空調(diào)，排風(fēng)扇等來(lái)降低室內(nèi)的甲醛含量。（4）防盜：作為智能家居智能調(diào)控室內(nèi)環(huán)境是一方面，另一方就是實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)的功能，能夠在陌生人強(qiáng)行進(jìn)入時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。2.2 智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 對(duì)于智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)直接關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的成敗，如果總體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)周詳、得當(dāng)，那么整個(gè)項(xiàng)目才能順利的進(jìn)行下去，即便遇到臨時(shí)的變動(dòng)也不會(huì)過(guò)大的影響總體的設(shè)計(jì)。相反，如果系統(tǒng)總

29、體設(shè)計(jì)的不夠完善、缺乏前瞻性，那么即使很小的變更，也會(huì)引起巨大的改變，不利于系統(tǒng)的部署、開(kāi)發(fā)、完善和維護(hù)，甚至直接影響整個(gè)項(xiàng)目的成敗。本文將從以下三個(gè)步驟詳細(xì)論述系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。 (1) 通過(guò)常用的溫濕度傳感器dht11等一系列傳感器采集室內(nèi)的溫濕度等環(huán)境情況，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，利用單片機(jī)與tm1638將室內(nèi)的溫濕度等情況實(shí)時(shí)的顯示在數(shù)碼管上。并且在單片機(jī)的智能系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)定一個(gè)正常的環(huán)境范圍。例如室內(nèi)溫度在2530內(nèi)為正常情況，而室內(nèi)的相對(duì)濕度在3035%rh內(nèi)為正常情況19。當(dāng)室內(nèi)的溫濕度變化在預(yù)設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)智能斷開(kāi)家用電器的電源達(dá)到節(jié)能的效果，當(dāng)室內(nèi)的溫濕度變化超出預(yù)設(shè)定

30、的范圍時(shí)，單片機(jī)智能開(kāi)啟家用設(shè)備，例如空調(diào)，加濕器，排風(fēng)扇等設(shè)備將室內(nèi)的溫濕度調(diào)節(jié)到正常范圍內(nèi)，而且再智能斷開(kāi)，達(dá)到智能節(jié)能的目的。 （2）利用單片機(jī)和gsm通信模塊，將溫濕度，煙霧等傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，以短信息的形式發(fā)送到用戶手機(jī)中。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)的目的，并且在單片機(jī)上加一個(gè)帶中文字庫(kù)的lcd顯示模塊，將發(fā)送的內(nèi)容以及實(shí)時(shí)的溫濕度等情況顯示在屏幕上，更好的演示實(shí)現(xiàn)的功能。 （3）用戶通過(guò)發(fā)送預(yù)設(shè)的字符到gsm模塊上的sim卡，利用gsm模塊和單片機(jī)的程序，通過(guò)識(shí)別字符，然后智能控制單片機(jī)上的繼電器的開(kāi)啟關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制。2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的智能系統(tǒng)，

31、基于stm8單片機(jī)控制，收集處理傳感器模塊的數(shù)據(jù)，輸出控制信號(hào)，達(dá)到智能監(jiān)測(cè)，智能調(diào)控，自動(dòng)維護(hù)室內(nèi)環(huán)境使之保持在正常范圍，從而實(shí)現(xiàn)方便，快捷，安全的目的。對(duì)于所選用的傳感器，要求溫濕度傳感器能在室內(nèi)溫度050的室內(nèi)極限情況下能正常工作。要求溫度傳感器分辨率為1，濕度傳感器分辨率為1rh%。要求煙霧傳感器能靈敏的檢測(cè)到煤氣，甲烷，液化氣，煙霧等可燃性氣體，以此來(lái)預(yù)防室內(nèi)的可燃性氣體的泄漏或者火災(zāi)的發(fā)生20。要求監(jiān)測(cè)甲醛的傳感器，能夠?qū)κ覂?nèi)的甲醛情況實(shí)現(xiàn)精確的顯示。 對(duì)于防盜這方面，有兩種解決的辦法，一種是用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，另一種就是攝像頭抓拍，由于本次設(shè)計(jì)會(huì)用到遠(yuǎn)程通信模塊，所以攝像頭

32、抓拍更完美些。 本次設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的目的，需要室內(nèi)模塊和外界用戶的手機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，要求信息的互傳能夠快捷方便，任何時(shí)候都能得到室內(nèi)的情況。并且能夠簡(jiǎn)單的控制功能，即用戶可以通過(guò)手機(jī)等設(shè)備遠(yuǎn)程控制室內(nèi)的設(shè)備，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可概括為以下幾點(diǎn)：（1）精度和可靠性高。要求采集數(shù)據(jù)的傳感器，能夠精確的感知室內(nèi)環(huán)境的變化情況，并且實(shí)時(shí)的將采集到的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)信號(hào)的方式穩(wěn)定的傳給單片機(jī)。（2）高安全性。安全性是系統(tǒng)的最基本的性能,產(chǎn)品的安全性越高,產(chǎn)品可以無(wú)故障工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。只有高安全性才能防止誤動(dòng)作,造成不必要的財(cái)產(chǎn)損失。本次設(shè)計(jì)的主要的目的就是保護(hù)室內(nèi)一切正常。（3）低成本。在

33、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的前提下,成本越低,利用價(jià)值也越大。這也是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的重要因素。對(duì)于遠(yuǎn)程通信模塊，選擇的種類比較多，所以盡量能做到物盡其用，避免不必要的浪費(fèi)。2.2.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)是以單片機(jī)作為控制主芯片，通過(guò)模擬信號(hào)采集模塊中的溫濕度、相關(guān)傳感器采集室內(nèi)環(huán)境信息，然后將之傳輸給單片機(jī)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理后，顯示在顯示屏上。同時(shí)，單片機(jī)將根據(jù)初始的設(shè)置，可以對(duì)傳感器采集回來(lái)的環(huán)境因子進(jìn)行判斷，進(jìn)而合理的調(diào)控負(fù)載動(dòng)作部分執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作輸出，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境因子的自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)控制的目的。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖 2-1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖2.3 本章小結(jié) 本章首先論述了室內(nèi)環(huán)境參數(shù)因子對(duì)家庭成

34、員安全和財(cái)產(chǎn)安全的影響，包括溫度、濕度、煙霧、甲醛和防盜五個(gè)主要因素，并通過(guò)查閱資料得出了適合家庭成員健康生活的溫濕度參數(shù)范圍以及有害煙霧的控制范圍，為室內(nèi)環(huán)境溫濕度及有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)；其次，對(duì)室內(nèi)的環(huán)境溫濕度及有害煙霧氣體監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，確定了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，以溫濕度、煙霧、甲醛為環(huán)境監(jiān)測(cè)控制對(duì)象，以排風(fēng)扇、空調(diào)、加濕器等為環(huán)境控制調(diào)節(jié)設(shè)備，并且確立了以單片機(jī)為處理主核心的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。本章節(jié)的內(nèi)容將是后續(xù)工作的重要依據(jù)和綱要。 第3章 智能家居的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)本章主要介紹智能家居系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，根據(jù)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能目的的情況下，然后綜合考慮價(jià)格、實(shí)用性和使用壽命等一系列相關(guān)因素，選擇性價(jià)比高的器件來(lái)搭建硬件系統(tǒng)。本章的硬件設(shè)計(jì)主要是從傳感器的選擇、數(shù)據(jù)采集部分、單片機(jī)的選擇、顯示部分和調(diào)控驅(qū)動(dòng)負(fù)載幾個(gè)部分分別進(jìn)行介紹。3.1 傳感器的選擇 傳感器是和人們感覺(jué)器官相對(duì)應(yīng)的元器件，提供整個(gè)閉環(huán)系