智能家居畢業(yè)設(shè)計說明書

1、摘要智能家居作為家庭信息化的實現(xiàn)方式，已經(jīng)成為社會信息化發(fā)展的重要組成 部分，物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應(yīng)用前景，將是智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中一個比較現(xiàn)實 的突破口，對智能家居的產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義。 本文基于容易實現(xiàn)，方便操作, 貼近使用的設(shè)計理念，采用STC89C52I片機(jī)為控制核心，為控制終端，并采用 包括紅外遙控、按鍵、Web界面等在內(nèi)的多個控制源來控制家用電器。本文的二 至四章描述了整個設(shè)計的軟、硬件部分的具體實現(xiàn)，第五章是根據(jù)設(shè)計好的功能 搭建了一個具體的環(huán)境實例。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、單片機(jī)、STC89C52多源控制AbstractSmart Home as the implement

2、mode of Family Information has become an important part of the social information development .The networking because of its huge prospect to develop .It will be a real way during the Smart Home's development .Networking means a lot to the Smart Home .This article base on the design concept of t

3、rying to use easiest way to deliver handle and closing to use .We take the STC89C52 as the control core of the design .The relay as the control terminal mean .While we also use the trared remote control key webpage etc to control the home appliances . Two to four chapters of this paper describes the

4、 design of software and hardware to achieve the specific. Chapter V is based on features designed to build a specific environment instanceb.5E2RGbCAPKey word: Networking 、 Intelligent、 Home、Microcontroller 、 STC89C52、 multi-source controlp1EanqFDPw目錄摘要Abstract 第1章2章背景 智能家居的概念 物聯(lián)網(wǎng)的出

5、現(xiàn) 智能家居控制系統(tǒng)功能 總體設(shè)計 整體介紹 系統(tǒng)設(shè)計方案 功能設(shè)計： 硬件設(shè)計 最小系統(tǒng)模塊 串口模塊 紅外接收模塊 傳感器模塊 .多源控制 室溫控制 燈光控制 光線控制 模式控制3章3.43.5 LCD 模塊 3.6 鍵盤模塊 3.7 繼電器模塊 3.8 AD 模塊 3.9 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊 4 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 4.1 STC89c52 開發(fā)工具介紹 keil uVision2新建項目與編輯keil uVision2編譯與調(diào)試運行程序燒寫 4.2 單片機(jī)總控制流程圖 4.3 鍵盤與紅外遙控鍵位功能 4.4 Web 軟件開發(fā)工具簡要介紹 Eclipse tomcat 4.

6、5 Web 端網(wǎng)頁界面設(shè)計 r- 5章5.15.26章環(huán)境實例搭建 實例環(huán)境選擇 實例環(huán)境布置 總結(jié)所控電器 布線控制模式 遠(yuǎn)程控制第謝辭參考文獻(xiàn) 附錄：單片機(jī)控制程序D.X1DiTa9E3d R2TCrpUDGiT 4.5.PCzVD7HxA 4.jLBHrnAILg xH4AQX74J0X L5DAYtRyKfE Zz7z6ZB2Ltk 7.d.vzfvkwMI1 rq7yn14ZNXI 8.E. mxvxOtOco 8.SixE2yXPq5 68ewMyirQFL k.8avU42VRUs y86v3ALoS89 M92ub6vSTnP 1.0. 0YujCfmUCw 1.0eUts8Z

7、QVRd 1.0sQsAEJkW5T 1.1GMsIasNXkA 1.1TIrRGchYzg 17E2qZcWLZNX 1lz3q7IGf02E 1zv3pgeqJ1hk 1Nr4poJac3v1 1.51nowfTG4KI 1fjn7FLDa5Zo 1tf7nNhnE6e5 1. 7HbmVN777sL 1V97l4jRB8Hs 2830lcPA59W9 2.1mZkklkzaaP 2A2VktR43bpw 2O2RjBnOwcEd 2.22MiJTy0dTT 2.3. gIiSpiue7A 2.3uEh0U1Yfmh 2.6. IAg9qLsgBX 2W6wghWvVhPE 2.6. as

8、fpsfpi4k 2.6ooeyYZTjj1 2.6. BkeGuInkxI 2.7PgdO0sRlMo 2.83cdXwckm15 2h89c52WOngM v34b0dyGious J301bm4qMpJ9 .錯. 誤！未定義書簽。 XVauA9grYP第1章背景1.1智能家居的概念智能家居（Smart Home是以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、自動化，智能化于一體的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國，最具 代表性的是X-10技術(shù)，通過X-10通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個設(shè)備便可實現(xiàn)資 源的共享。因其布線簡單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。至今, X-10技術(shù)產(chǎn)品的

9、銷售已超過兩億個，僅在美國一個國家，便有超過600萬個家庭在使用。自動化的智能家居不再是一幢被動的建筑，相反，成了幫助主人盡量利用時間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。bR9C6TJscw智能家居是現(xiàn)代社會最熱門的話題之一，它的目標(biāo)是通過網(wǎng)絡(luò)等信息通信技 術(shù)手段實現(xiàn)對家居電器等的智能控制，使其能夠按照人們的設(shè)定工作運行， 而不論距離的遠(yuǎn)近。智能化與遠(yuǎn)程控制是智能家居的兩大特點。目前，已經(jīng)有越來越多的機(jī)構(gòu)和個人開始了對智能家居的研究隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供 遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜 報警、電話遠(yuǎn)程控制

10、、可編程定時控制及計算機(jī)控制等多種功能和手段，使生活 更加舒適、便利和安全。pN9LBDdtrd1.2物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)是在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“ In ternet of Thi ngs ”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品（商 品）能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別（RFID） 技術(shù)，通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。DJ8T7nHuGT物聯(lián)網(wǎng)概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ) 設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開，一方面是機(jī)場、公路、建筑物，另一方面是數(shù)據(jù)中心， 個人電腦、

11、寬帶等。而在物聯(lián)網(wǎng)時代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為 統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球。故也有業(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。QF81D7bvUA物聯(lián)網(wǎng)把我們的生活擬人化了，萬物成了人的同類。在這個物物相聯(lián)的世界 中，物品能彼此“交流”，無需人的干預(yù)?？梢哉f，這是一個智能化的世界。智 能家居是物聯(lián)網(wǎng)最生活化的應(yīng)用之一：窗簾可以自動感知光線而關(guān)閉；空調(diào)更“聽 話”了，天熱它會把溫度調(diào)低，太潮就會自動抽濕燈也知道節(jié)能了，房間里沒人 會自動滅掉。如此等等，不一而足。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用竟已經(jīng)很廣泛，遍及智能交通、 環(huán)境保護(hù)、公共安全、平安家居、智能消防、

12、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。4B7a9QFw9h物聯(lián)網(wǎng)繁多的應(yīng)用，造就了一個龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，從互聯(lián)網(wǎng)、電腦、手機(jī)、天 線等IT通訊領(lǐng)域，至V智能卡、芯片、傳感器、紅外線產(chǎn)品等工業(yè)領(lǐng)域，再到冰 箱、電視機(jī)等制造領(lǐng)域，環(huán)環(huán)相扣，商機(jī)巨大。美國獨立市場研究機(jī)構(gòu)FORESTER 預(yù)測，至V 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30： 1。專家預(yù)計，中國物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)在2015年將超過一萬億元規(guī)模，2050年傳感器在生活中將無處不在。ix6iFA8xoX可以想見，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段，家中的電器可以和外網(wǎng)連接起來， 通過 傳感器傳達(dá)電器的信號。廠家

13、在廠里就可以知道你家中電器的使用情況，也許在 我們之前就知道家中電器的故障。某一天突然有維修工上門告訴家中空調(diào)有問 題，我們還驚異地不相信。wt6qbkCyDE1.3智能家居控制系統(tǒng)功能智能家庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭設(shè)備自動控制、 家庭安全防范二個方 面。其中家庭設(shè)備自動監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠(yuǎn)距離異地 (通過電話 或In ternet)的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。Kp5zH46zRk(1) 家用電器的監(jiān)視和控制，按照預(yù)先所設(shè)定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電器進(jìn)行監(jiān)視和控制。丫l4HdOAA61(2) 熱能表、燃?xì)獗怼⑺?、電度表的?shù)據(jù)采集、計量和傳送根據(jù)小區(qū)物業(yè) 管理的

14、要求所設(shè)置數(shù)據(jù)采集程序，通過傳感器對熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度?的用量進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集、計量，并將采集結(jié)果遠(yuǎn)程傳送給小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)。 ch4PJx4BII |(3) 空調(diào)機(jī)的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，按照預(yù)先所設(shè)定的程序，根據(jù)時間、溫度、濕度等參數(shù)對空調(diào)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。qd3YfhxCzo(4) 照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先設(shè)定的時間程序, 間照明設(shè)備的開、關(guān)進(jìn)行控制，并可自動調(diào)節(jié)各個房間的照度。分別對各個房E836L11DO5/關(guān)閉進(jìn)行控制(5) 窗簾的控制，按照預(yù)先設(shè)定的時間程序，對窗簾的開啟第2章總體設(shè)計2.1整體介紹本次設(shè)計以采用STC89C52芯片為控制核心，紅外、溫度、光

15、敏等傳感器為環(huán)境信息采集源，以 Web控制為輔助，來制作一個智能家居控制系統(tǒng)。在原有 的機(jī)械式按鍵開關(guān)的基礎(chǔ)上，采用無線遙控器與Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制,來控制家用電器（如日光燈、空調(diào)、門禁等），實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離，多角度對家用電器進(jìn)行開關(guān) 控制。此外在本次設(shè)計中，采用多種傳感器相結(jié)合，并由智能 MCU艮據(jù)所設(shè)置的 情景模式來對家用電器進(jìn)行自動化控制，如自動給開空調(diào)降溫，自動開啟室內(nèi) 照明，自動調(diào)節(jié)臥室光線等。S42ehLvE3M2.2系統(tǒng)設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計需要，系統(tǒng)包括了核心控制模塊、Web服務(wù)器設(shè)備，Web HTML模塊、紅外遙控模塊、LCD顯示模塊、傳感器模塊、繼電器模塊、按鍵模塊、子門禁報警模塊，等

16、等。系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示。501nNvZFis2.3功能設(shè)計:231多源控制為了適應(yīng)人們高質(zhì)量、便捷的生活需求，本系統(tǒng)采用多源控制，即紅外遙 控控制、按鍵控制、 Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)自動控制，這四種控制相結(jié)合。 其中 Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，是指在離開家以后，通過互聯(lián)網(wǎng)登錄運行在特定服務(wù) 器上的網(wǎng)站，然后去查看、管理當(dāng)前家中的電器，只需點擊網(wǎng)頁上相應(yīng)的按 鈕，就可以輕松的打開、關(guān)閉、查詢家中的電器設(shè)備，已達(dá)到遠(yuǎn)程控制的功 能。系統(tǒng)自動控制是指系統(tǒng)的核心控制部分可以根據(jù)外部傳感器所采集到的環(huán) 境信息（如溫度、光線強(qiáng)度、濕度等）與用戶預(yù)設(shè)的可以使人較為舒適的值作比 較，然后根據(jù)比較結(jié)果對相應(yīng)的

17、電器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以保持這個舒適的值，為 用戶提供一個良好的生活環(huán)境。xSODOYWHLP室溫控制通過溫度傳感器（如圖2）采集當(dāng)前的溫度信息，送到核心控制設(shè)備中，由其MCUt行分析，通過與預(yù)設(shè)值的對比，決定控溫設(shè)備的開關(guān)，使室溫保持在一個恒定的范圍。同時為了方便控制， MCI會將采集到的溫度值發(fā)送到 LCD1602液晶屏上顯示出來。LOZMklqlOw圖2溫度傳感器DS18B20圖3光敏傳感器233燈光控制通過光敏傳感器（如圖3所示）去采集當(dāng)前光線的值，通過與預(yù)設(shè)白天夜晚 的值相比，讓核心控制設(shè)備中的 MCI知道當(dāng)前的環(huán)境狀態(tài)，從而決定是開燈還 是關(guān)燈，是開窗簾還是關(guān)窗簾等。ZKZUQsUJe

18、d光線控制光線的調(diào)控方法有很多。 常見的有可變電阻調(diào)光、 調(diào)壓器調(diào)光法、 脈沖占空 比調(diào)光法、脈沖調(diào)頻調(diào)光法、調(diào)節(jié)高頻逆變器供電電壓調(diào)光法等。其中相對 LED 調(diào)光應(yīng)用較為多的是脈沖脈沖占空比調(diào)光，其優(yōu)點有，不會產(chǎn)生任何色譜偏移、 可以有極高的調(diào)光精確度、 可以和數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合來進(jìn)行控制、 即使在很大 范圍內(nèi)調(diào)光， 也不會發(fā)生閃爍現(xiàn)象、 更不可能發(fā)生過熱等問題。 所以在本次設(shè)計 中，采用PWM技術(shù)，用單片機(jī)輸出一定占空比的矩形波，當(dāng)需要LED變亮，則將占空比調(diào)大。 dGY2mcoKtT模式控制 模式控制，就是將幾種電器集中在一起控制，例如把燈全關(guān)、把窗簾全 開，這時如果用手動去逐一開關(guān)就會顯得比較繁瑣，如果把燈全關(guān)、窗簾全開 設(shè)定為一種模式，當(dāng)有這種需要時就啟動這種模式，這樣以前繁瑣的控制就會 變成一步到位，并且這種控制方式用程序?qū)崿F(xiàn)起來也較為容易。但其中的模式 不必太多，以免使系統(tǒng)的操作變得復(fù)雜，在具體的設(shè)計只需將常用的幾種情況 （場景）設(shè)為固定的模式來控制即可，在本次設(shè)計中有自動模式、手動模式、開 關(guān)模式，其中自