智能小屋的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目：智能小屋的設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)V類型：學(xué)生姓名：_______________________學(xué)號(hào)：_______________學(xué)院：_____電子信息工程學(xué)院______專業(yè)：_____物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)________班級(jí)：____________________學(xué)校指導(dǎo)教師：___________________企業(yè)指導(dǎo)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(dòng)性，這樣的市場(chǎng)需求正在成為推動(dòng)家居生活智能化發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。特別是由于“80后”消費(fèi)者基本是在電子和\t"/2012/07/_blank"數(shù)碼環(huán)境中成長(zhǎng)起來的，智能化產(chǎn)品自然是其首選。同時(shí)，科技進(jìn)步也為房屋智能化提供了可能。隨著移動(dòng)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(yàn),所以房屋智能化是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：ArduinoUNO；無(wú)線收發(fā)模塊；太陽(yáng)能板；LED目錄1.市場(chǎng)需求分析 41.1市場(chǎng)需求 41.2可行性分析 42.功能分析 43.產(chǎn)品設(shè)計(jì) 53.1系統(tǒng)框架 53.2功能模塊選型和設(shè)計(jì) 53.3材料清單和經(jīng)費(fèi)預(yù)算 84.產(chǎn)品亮點(diǎn) 84.1亮點(diǎn) 84.2改進(jìn)計(jì)劃 85.結(jié)論 9參考文獻(xiàn) 9致謝 101.市場(chǎng)需求分析1.1市場(chǎng)需求中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)過30年的高速發(fā)展，居民的生活水平和消費(fèi)能力有了很大提高，新需求的增長(zhǎng)以及信息化對(duì)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(duì)智慧房屋的需求日益強(qiáng)烈。由此，智能化小屋建設(shè)近年來也是如火如荼。在這個(gè)快節(jié)奏時(shí)代，生活起居也得跟上社會(huì)的步伐，房屋智能化趨勢(shì)越來越明顯。1.2可行性分析智能房屋設(shè)計(jì)通過Arduino板連接無(wú)線接收模塊寫入代碼進(jìn)行通信，我們用無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送，Arduino作為中間媒介傳遞信號(hào)來控制房屋上各部位的LED做出應(yīng)答。再利用太陽(yáng)能板對(duì)其進(jìn)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(gè)部件有自己的工作狀態(tài)，相連卻又互不干擾，認(rèn)為我們的設(shè)計(jì)作品是可行的。 功能分析智能房屋主要采用Arduino板控制，無(wú)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(wú)線發(fā)送模塊A\B\C\D別對(duì)應(yīng)不同的led效果，當(dāng)按下A時(shí)，房屋圍欄led燈閃爍代表有人進(jìn)入圍欄，當(dāng)按下B時(shí)，房屋門上led閃爍代表門打開，當(dāng)按下C鍵時(shí)，房屋內(nèi)部led閃爍代表內(nèi)部電器工作，當(dāng)按下D鍵時(shí)，房屋頂部led閃爍代表太陽(yáng)能開始工作。太陽(yáng)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(tuán)隊(duì)工作圖：產(chǎn)品設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)框架3.2功能模塊選型與設(shè)計(jì)方案3.2.1主控板選型：方案一AT89C51單片機(jī)：參數(shù)：89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。主要特性4k字節(jié)Flash閃存處理，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，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。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)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(gè)硬件復(fù)位。圖片：方案二ArduinoUNO板：參數(shù)：跨平臺(tái)，ArduinoIDE可以在Windows、MacintoshOSX、Linux三大主流操作系統(tǒng)上運(yùn)行，而其他的大多數(shù)控制器只能在Windows上開發(fā)；簡(jiǎn)單清晰，對(duì)于初學(xué)者來說，極易掌握，同時(shí)有著足夠的靈活性。Arduino語(yǔ)言基于wiring語(yǔ)言開發(fā)，是對(duì)AVRGCC庫(kù)的二次封裝，不需要太多的單片機(jī)基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)后，你也可以快速的進(jìn)行開發(fā)。開放性，Arduino的硬件原理圖、電路圖、IDE軟件及核心庫(kù)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(jì)及相應(yīng)代碼。圖片主控板方案選型：我們選方案二，理由：AT89C51：編程復(fù)雜，接受信號(hào)引腳少，性能不穩(wěn)定;ArduinoUNO板：便捷學(xué)習(xí)編程的開發(fā)平臺(tái)，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(dá)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(zhǎng)為0.761.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號(hào)的。經(jīng)過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上，將感應(yīng)的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。圖片：方案二無(wú)線模塊參數(shù)：無(wú)線模塊接收單元和遙控器單元具有1鍵自動(dòng)對(duì)碼功能，數(shù)字地址編碼，容量大，避免地址重復(fù)。無(wú)線模塊由于無(wú)線電信號(hào)傳輸過程中的折射和反射會(huì)形成一些不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會(huì)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(wú)線模塊，理由：無(wú)線模塊對(duì)于距離要求比較低，對(duì)于溫度的誤差較小，且方便實(shí)惠可以一對(duì)一控制，本實(shí)驗(yàn)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(yáng)能電板3.3材料清單及經(jīng)費(fèi)預(yù)算：表2.5電子元件表（標(biāo)題為5號(hào)，黑體）名稱數(shù)量金額ArduinoUNO板124無(wú)線模塊111太陽(yáng)能電板220Led燈若干3杜邦線若干2合計(jì)604.產(chǎn)品亮點(diǎn)4.1亮點(diǎn)我們的智能小屋外觀設(shè)計(jì)采用3D立體打印技術(shù)構(gòu)造，外觀設(shè)計(jì)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(yáng)能電池供電達(dá)到綠色能源的效果，是現(xiàn)在社會(huì)保護(hù)能源的充分體現(xiàn)。各功能通過Arduino板進(jìn)行控制，互不干擾，有自己獨(dú)立的工作狀態(tài)。通過無(wú)線模塊搭建系統(tǒng)產(chǎn)品功能更加容易實(shí)現(xiàn)，居住此房屋的人生活方面更加便利，可以第一時(shí)間了解房屋的最新狀態(tài)。4.2改進(jìn)計(jì)劃我們的智能房屋欠缺人體紅外感應(yīng)模塊和語(yǔ)音模塊，當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)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(gè)聲控感應(yīng)模塊，當(dāng)口述哪個(gè)LED燈亮?xí)r，該led可作出反應(yīng)，不需要按鍵發(fā)送信號(hào)，只需要平常說話的時(shí)間就可以達(dá)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(gè)會(huì)唱歌的房子5.結(jié)論智能房屋在我們團(tuán)隊(duì)的努力下制作完成，在制作過程中我們首先得確定設(shè)計(jì)反方向然后議定制作方案，收集資料。在團(tuán)隊(duì)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(rèn)為自己的努力總算沒白費(fèi)，但是給劉老師檢查的時(shí)候他卻說我們雖然功能實(shí)現(xiàn)了，但是在美觀上卻大減分?jǐn)?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(fù)的假設(shè)，后來又剛好在學(xué)3D打印技術(shù)，所以我們結(jié)合所學(xué)對(duì)房屋進(jìn)行裝飾，并把杜邦線兩頭直接減掉擺放好Arduino板和無(wú)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?yàn)槲覀儙讉€(gè)人有明確的分工所以我們有效且快速的完成設(shè)計(jì)作品，我們是根據(jù)現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)選定制作智能小屋。在現(xiàn)在這個(gè)信息化和科技的時(shí)代，智能化產(chǎn)品必不可少，更何況智能小屋是科技時(shí)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(jì)制作的智能小屋只是初步大概的智能，只是在無(wú)線模塊得以延展。如果能加入人體紅外感應(yīng)和語(yǔ)音模塊相結(jié)合便能使小屋更加人性化，對(duì)來訪者可作出語(yǔ)音提示。還有如果能直接聲音控制房屋各部分LED作出反應(yīng)，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(xiàn)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(yīng)用篇.JohnBAaichtal.學(xué)arduino玩轉(zhuǎn)樂高機(jī)器人我要自學(xué)網(wǎng)