智能家居控制系統(tǒng)終極版

1、課程論文智能家居控制系統(tǒng)摘 要智能家居也稱智能住宅聰明家。智能家居是以住宅為平臺，它將建筑結構與網絡通信、信息家電、設備自動化控制進行綜合的系統(tǒng)集成。它利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術、將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)，有機地結合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，而且提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還可將原來的被動靜止結構轉變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。 關鍵詞：

2、智能家居 計算機技術 自動化控制 網絡通信目 錄1.智能家居控制系統(tǒng)的控制原理31.1物聯網應用于智能家居31.2智能家居控制系統(tǒng)結構31.3智能家居主要控制模塊的設計方法4無線通訊遙控器模塊5可視門禁控制模塊5窗簾控制模塊6防盜報警模塊62.使用智能家居控制系統(tǒng)的特點72.1家居電器遠程控制72.2定時控制72.3智能照明72.4萬能遙控集中控制82.5網絡控制82.6家電控制83.結束語81.智能家居控制系統(tǒng)的控制原理1.1物聯網應用于智能家居Ø 物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延

3、伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通訊。它通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。物聯網應用圖見下圖1 圖1 物聯網應用Ø 物聯網已成為當前世界新一輪經濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一，發(fā)展物聯網對于促進經濟發(fā)展和社會進步具有重要的現實意義，2011年物聯網已經納入國家十二五發(fā)展規(guī)劃中，將來物聯網在智能家居方面發(fā)展也是一個主流方向。1.2智能家居控制系統(tǒng)結構家居系統(tǒng)主要由智能燈光控制、智能家電控制、智能安防報警、智能娛樂系統(tǒng)、

4、可視對講系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)、遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)等組成，框圖如圖2和圖3所示。 圖2 智能家居系統(tǒng)結構框圖 圖3 智能家居控制系統(tǒng)應用1.3智能家居主要控制模塊的設計方法系統(tǒng)可以采用AT89S52單片機為主控制器。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數據指針，三個16 位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM

5、、定時器/計數器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。且S系列的單片機可以在線編程、調試，方便地實現程序的下載與整機的調試無線通訊遙控器模塊該模塊由發(fā)射端與接收端組成，無線發(fā)射裝置連接上位機（主機）串口通訊與無線接收裝置連接主控器（51單片機）的串口能進行無線通訊。通過上位機里的智能家居系統(tǒng)用戶界面的相應控制按鈕，可使無線發(fā)射裝置發(fā)射出信號給無線接收裝置，無線接收裝置經過串口送入主控器（51單片機），由主控器（51單片機）負責處理來自串口的信息，主控器（51單片機）接收到信號后，相應的控制門、窗、燈的開關；無線發(fā)

6、射裝置另又接入3*3矩陣鍵盤，當確定有按鍵按下時，主控器（51單片機）接收到信號，亦可執(zhí)行相應的命令控制門、窗戶、窗簾、燈的開關?？梢曢T禁控制模塊主控器（51單片機）采用矩陣鍵盤掃描，把按鍵按行列組成矩陣，在行列交點上都對應有一個鍵，這樣使用的按鍵要少，為判定有無鍵被按下以及被按鍵的位置，這種稱為鍵掃描法。采用矩陣鍵盤掃描節(jié)約了單片機大量的I/O口，免去了上拉電阻為焊接帶來了方便，提高了整塊電路板的美觀度。首先判定有沒有鍵被按下，然后再判定被按鍵的位置，因為鍵盤矩陣有鍵被按下時，被按鍵處的行線和列線被接通，使得開關之間接通。當掃描表明有按鍵被按下之后，緊接著應是進行去抖動處理，當確定有按鍵被按

7、下時，相應的顯示出所按數值，并液晶屏TX-1602顯示所按下數據，當輸入密碼正確時，主控器（51單片機）接收到信號，然后發(fā)出指令，使綠燈I/O口為低電平并驅動ULN2003，通過芯片ULN2003低壓控制高壓驅動12V電機的轉動，則綠燈點亮并能使電機轉動，把門打開；當輸入密碼錯誤時，主控器（51單片機）使紅燈I/O口為高電平，則紅燈點亮。報警電路用兩個555接成，前者產生一定的報警延時，通過改變RC的值可改變延時時間，后者為多諧振蕩器通過電位變化，產生相應的輸出頻率。輸出端產生的脈沖經三極管驅動后接揚聲器，就能發(fā)出報警聲音。每一按下按鍵，輸出的脈沖傳給主控器（51單片機），主控器（51單片機）

8、發(fā)出指令給蜂鳴器讓其產生按鍵的聲音，可提醒人們所按次數是否正確。此外，在屋內也可對門進行控制，當有客人來時，只需按下按鍵，則大門打開。窗簾控制模塊本模塊由光控部分，電機驅動以及紅外接收來實現對窗簾的控制。兩個等量電阻構成的分壓器中點接運算放大器LM358的反向輸入端，從而使放大器的輸出電壓為1/2U。白天有光照時，光敏電阻傳感器對外部環(huán)境進行采光，此時阻值小，反向端電壓高于正向端，則運算放大器LM358輸出端輸出高電平，使控制窗簾部分的電機驅動；反之天黑時，光敏電阻傳感器阻值大，正向端電壓高于反向端，運算放大器LM358輸出端輸出低電平，則電機不轉動。因此，當光敏電阻傳感器采集的模擬信號通過運

9、算放大器LM358傳給主控器（51單片機）后，主控器（51單片機）驅動電機，實現天亮時窗簾自動打開；天黑時窗簾自動關閉同時打開室內的燈。當窗簾拉開或收回到一邊時，左右兩側的紅外二極管接收信號，把信號傳給主控器（51單片機），主控器（51單片機）再發(fā)出停止指令給電機，電機則停止轉動。通過用紅外二極管停止電機的轉動能防止電機不停空轉而被憋壞，且用紅外控制窗簾的停轉，能防止突然斷電再被開啟時，電機再次轉動固定轉數而燒壞電機。防盜報警模塊本模塊采用了被動式紅外報警器熱釋電紅外傳感器KDS9。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉變?yōu)殡妷盒盘?，同時，它還能鑒別出運動的生物與其

10、它非生物。用它制作的防盜報警器與目前市場上銷售的許多防盜報警器材相比，具有：不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源；靈敏度高、控制范圍大；隱蔽性好，可流動安裝的特點。當人體輻射的紅外線被聚焦在KDS9的探測元上時將輸出電壓信號，由于電壓十分微弱，所以用運算放大器LM358對其進行兩級放大，以獲得足夠的增益。當放大后將這個高低電平變化的信號的下降沿信號作為555連接成的單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)信號，讓其輸出脈寬為5s的低電平信號。再用這一脈寬信號作為555多諧振蕩器報警電路得輸入控制信號，產生5s的報警信號，最后用三極管8550再次對電信號放大，使其有足夠大的電流來驅動喇叭發(fā)出報警聲。熱釋電紅外傳感器設計的監(jiān)控

11、報警系統(tǒng)具有結構簡單成本低等優(yōu)點經過多次測試,該系統(tǒng)工作情況穩(wěn)定2.使用智能家居控制系統(tǒng)的特點2.1家居電器遠程控制 上班途中,突然想起忘了關家里的燈或電器,發(fā)個短信就可以把家里想要關的燈和電器全部關掉；下班途中，發(fā)個短信先把家里的電飯煲和熱水器啟動，讓電飯煲先煮飯,熱水器先預熱；等您回到家，馬上就可以洗個熱水澡 ,并可立即享用香噴噴的飯菜啦；若是在炎熱的夏天，您可以發(fā)個短信把家里的空調先開啟，回家后就能享受絲絲涼意啦!在家里,您可直接拿起分機電話就可以控制家里所有的燈和電器。2.2定時控制早晨，您還在熟睡，臥室的窗簾準時自動拉開，溫暖的陽光輕灑入室，輕柔的音樂慢慢響起，呼喚您開始全新生活每一

12、天；當您起床洗漱時，微波爐（電飯煲）已開始為您烹飪早餐，您就可以馬上享受營養(yǎng)早餐；餐畢不久，音響自動關機，提醒您趕快上班；輕按門廳口的 “全關”鍵，所有的燈和電器全部熄滅，安防系統(tǒng)自動布防，這樣您就可以安心上班去！當您和家人外出旅游時，可設置主人在家的虛擬場景燈光，這樣小偷就不敢隨意輕舉妄動！傍晚，系統(tǒng)將根據您設定的模式自動打開景觀綠化的澆灌，無須象以往那樣勞駕您親自逐個開啟。2.3智能照明（1）輕松替換：無論新裝修戶,還是已裝修戶,只要在普通面板中隨意暗接超小模塊,就能輕松實現智能照明,讓生活增添更多亮麗色彩。 （2）會客模式：當家中來客人，您只需輕觸遙控器上的會客按鈕，您的客廳的燈光自動亮

13、起，無須象以往那樣逐個開啟。 （3）娛樂模式：逢年過節(jié)或家中來客人，中國的傳統(tǒng)習慣都會把家中的 您只需輕 觸遙控器上的娛樂按鈕，您的家中事先設定好的燈光將自動亮起，能讓您和家人分享節(jié)日的溫馨與浪漫。無須象以往那樣逐個開啟。 （4）起夜模式：夜間入睡，您只需輕觸遙控器上的起夜按鈕，您的家中事先設定好夜間輔燈將自動亮起，同時將其他燈光關閉，使燈光更富人情味。無須象以往那樣逐個進行啟閉，方便及至。 （5）全開全關: 輕松實現燈和電器的一鍵全關和所有燈的一鍵緊急全開功能。 2.4萬能遙控集中控制 萬能遙控集電視、空調、DVD、機頂盒等遙控器功能于一體，不僅能控制上述電器還可控制家中的燈光、電器、窗簾等

14、電器,輕松集中控制家里的所有燈和電器。萬能遙控外觀更小巧,使用更方便。夜晚，如有突發(fā)事件,只要按一下全開緊急按鍵,所有燈就全部同時亮起；睡覺前，只要按一下全關按鍵,所有燈和電器就全部關掉。無需再擔心忘了關某些電器。2.5網絡控制 無論在家中或在外地通過戶聯網，您只需鼠標輕松點擊電腦，或通過智能手機就可實現所有燈和電器的智能控制，功能更強大，控制更方便，介面更直接更美觀！ 2.6家電控制 通過智能插座、紅外轉發(fā)器、定時控制器等智能產品的隨意組合，無需對現有普通家用電器進行改造，就能輕松實現對家用電器的定時控制、無線遙控、集中控制、電話遠程控制、場景控制、電腦控制等多種智能控制。3.結束語 這次論文設計讓我學習受益很多，加固了基礎性知識，對智能家居控制系統(tǒng)方面的知識有更深刻的理解。做這次的課程設計是很有難度的，主要是因為基礎性知識掌握不好，所以要花很長時間來學習 查找資料，把整個原理