智能小屋的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

畢業(yè)設(shè)計說明書題目：智能小屋的設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計工藝設(shè)計方案設(shè)計V類型：學生姓名：_______________________學號：_______________學院：_____電子信息工程學院______專業(yè)：_____物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)________班級：____________________學校指導教師：___________________企業(yè)指導教師：________________2016年4月23日摘要摘要：隨著人們生活水平不斷提高，家居將更加人性化，更具互動性，這樣的市場需求正在成為推動家居生活智能化發(fā)展的強大動力。特別是由于“80后”消費者基本是在電子和\t"/2012/07/_blank"數(shù)碼環(huán)境中成長起來的，智能化產(chǎn)品自然是其首選。同時，科技進步也為房屋智能化提供了可能。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)的興起，房屋偏于智能化，給居住者帶來了更多前所未有的新體驗,所以房屋智能化是社會發(fā)展的必然趨勢。關(guān)鍵詞：ArduinoUNO；無線收發(fā)模塊；太陽能板；LED目錄1.市場需求分析 41.1市場需求 41.2可行性分析 42.功能分析 43.產(chǎn)品設(shè)計 53.1系統(tǒng)框架 53.2功能模塊選型和設(shè)計 53.3材料清單和經(jīng)費預算 84.產(chǎn)品亮點 84.1亮點 84.2改進計劃 85.結(jié)論 9參考文獻 9致謝 101.市場需求分析1.1市場需求中國經(jīng)濟經(jīng)過30年的高速發(fā)展，居民的生活水平和消費能力有了很大提高，新需求的增長以及信息化對人們傳統(tǒng)生活的改變，讓許多人尤其是先富起來的一部分人，對智慧房屋的需求日益強烈。由此，智能化小屋建設(shè)近年來也是如火如荼。在這個快節(jié)奏時代，生活起居也得跟上社會的步伐，房屋智能化趨勢越來越明顯。1.2可行性分析智能房屋設(shè)計通過Arduino板連接無線接收模塊寫入代碼進行通信，我們用無線發(fā)送模塊發(fā)送，Arduino作為中間媒介傳遞信號來控制房屋上各部位的LED做出應答。再利用太陽能板對其進行供電可以循環(huán)使用構(gòu)造綠色環(huán)保理念。智能房屋整體功能連接緊密，環(huán)環(huán)相扣，每個部件有自己的工作狀態(tài)，相連卻又互不干擾，認為我們的設(shè)計作品是可行的。 功能分析智能房屋主要采用Arduino板控制，無線接收模塊連接arduino板2345引腳，房屋各部位led連接arduino板6789引腳，arduino板寫入程序無線發(fā)送模塊A\B\C\D別對應不同的led效果，當按下A時，房屋圍欄led燈閃爍代表有人進入圍欄，當按下B時，房屋門上led閃爍代表門打開，當按下C鍵時，房屋內(nèi)部led閃爍代表內(nèi)部電器工作，當按下D鍵時，房屋頂部led閃爍代表太陽能開始工作。太陽能主要起到供電作用。房屋各部位led燈不僅代表工作狀態(tài)還起到美觀的作用。作品展示如圖：團隊工作圖：產(chǎn)品設(shè)計3.1系統(tǒng)框架3.2功能模塊選型與設(shè)計方案3.2.1主控板選型：方案一AT89C51單片機：參數(shù)：89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。主要特性4k字節(jié)Flash閃存處理，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。圖片：方案二ArduinoUNO板：參數(shù)：跨平臺，ArduinoIDE可以在Windows、MacintoshOSX、Linux三大主流操作系統(tǒng)上運行，而其他的大多數(shù)控制器只能在Windows上開發(fā)；簡單清晰，對于初學者來說，極易掌握，同時有著足夠的靈活性。Arduino語言基于wiring語言開發(fā)，是對AVRGCC庫的二次封裝，不需要太多的單片機基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ)，簡單學習后，你也可以快速的進行開發(fā)。開放性，Arduino的硬件原理圖、電路圖、IDE軟件及核心庫文件都是開源的，在開源協(xié)議范圍內(nèi)里可以任意修改原始設(shè)計及相應代碼。圖片主控板方案選型：我們選方案二，理由：AT89C51：編程復雜，接受信號引腳少，性能不穩(wěn)定;ArduinoUNO板：便捷學習編程的開發(fā)平臺，性能穩(wěn)定，可開發(fā)性高Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。3.2.2發(fā)送接收模塊方案一紅外模塊參數(shù)：

紅外線遙控就是利用波長為0.761.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。經(jīng)過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上，將感應的紅外信號轉(zhuǎn)化為電信號。圖片：方案二無線模塊參數(shù)：無線模塊接收單元和遙控器單元具有1鍵自動對碼功能，數(shù)字地址編碼，容量大，避免地址重復。無線模塊由于無線電信號傳輸過程中的折射和反射會形成一些不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離。距離傳感器選型方案，我們選方案二無線模塊，理由：無線模塊對于距離要求比較低，對于溫度的誤差較小，且方便實惠可以一對一控制，本實驗房屋各部位的LED燈需要分別控制。3.2.3其它元件LED燈 太陽能電板3.3材料清單及經(jīng)費預算：表2.5電子元件表（標題為5號，黑體）名稱數(shù)量金額ArduinoUNO板124無線模塊111太陽能電板220Led燈若干3杜邦線若干2合計604.產(chǎn)品亮點4.1亮點我們的智能小屋外觀設(shè)計采用3D立體打印技術(shù)構(gòu)造，外觀設(shè)計合理美觀，房屋功能緊扣，LED燈不僅僅是代表工作狀態(tài)還起到裝飾作用節(jié)約材料又不失性能。太陽能電池供電達到綠色能源的效果，是現(xiàn)在社會保護能源的充分體現(xiàn)。各功能通過Arduino板進行控制，互不干擾，有自己獨立的工作狀態(tài)。通過無線模塊搭建系統(tǒng)產(chǎn)品功能更加容易實現(xiàn)，居住此房屋的人生活方面更加便利，可以第一時間了解房屋的最新狀態(tài)。4.2改進計劃我們的智能房屋欠缺人體紅外感應模塊和語音模塊，當有人進入時可以說“歡迎來xx家”之類的，讓在屋內(nèi)的主人可以提前知曉有客來訪也讓來訪者感受到這家人的好客熱情。也可以加個聲控感應模塊，當口述哪個LED燈亮時，該led可作出反應，不需要按鍵發(fā)送信號，只需要平常說話的時間就可以達到想要的效果，這樣控制起來更加方便了，甚至可以外加音樂播放器讓這棟房屋更加人性化，充滿歡樂。人們也更加樂意自己有個會唱歌的房子5.結(jié)論智能房屋在我們團隊的努力下制作完成，在制作過程中我們首先得確定設(shè)計反方向然后議定制作方案，收集資料。在團隊制作過程中發(fā)現(xiàn)分工合作必不可少，剛開始我們完成了產(chǎn)品效果，我們都很開心，認為自己的努力總算沒白費，但是給劉老師檢查的時候他卻說我們雖然功能實現(xiàn)了，但是在美觀上卻大減分數(shù)，所以我們又研究如何可以保證功能調(diào)試成功又節(jié)約材料不影響美觀，經(jīng)過我們反復的假設(shè)，后來又剛好在學3D打印技術(shù)，所以我們結(jié)合所學對房屋進行裝飾，并把杜邦線兩頭直接減掉擺放好Arduino板和無線接收模塊的位置大大節(jié)省空間且那些線有序的擺放好，最終因為我們幾個人有明確的分工所以我們有效且快速的完成設(shè)計作品，我們是根據(jù)現(xiàn)在社會發(fā)展趨勢選定制作智能小屋。在現(xiàn)在這個信息化和科技的時代，智能化產(chǎn)品必不可少，更何況智能小屋是科技時代的產(chǎn)物，拋去傳統(tǒng)家居的繁瑣，智能化讓人們的生活更加便利。我門所設(shè)計制作的智能小屋只是初步大概的智能，只是在無線模塊得以延展。如果能加入人體紅外感應和語音模塊相結(jié)合便能使小屋更加人性化，對來訪者可作出語音提示。還有如果能直接聲音控制房屋各部分LED作出反應，就更加方便，所以在聲控這方面我們小組還需研究。參考文獻百度百科，上網(wǎng)收集相關(guān)信息陶冶,王曉東.玩轉(zhuǎn)arduino：物聯(lián)網(wǎng)應用篇.JohnBAaichtal.學arduino玩轉(zhuǎn)樂高機器人我要自學網(wǎng)