智能家居控制-设计说明书

编号:

HJJ-32-2021-009-LW

设计摘要:

针对目前大部分家庭的家居都是独立控制,而且只能通过对家居电源的切断才能实现对家居的控制,存在很多的问题。比如不能及时掌握家中家居的环境情况是否达到最适合居住的条件:温度和湿度灯。在下雨时不在家家里面窗帘没有关闭,出门了忘记关空调等等问题。此次设计基于单片机的智能家居控制系统是以家居为研究对象,以STN32F103C8T6为此次设计的主控芯片,主要研究内容分为以下几个部分:

  • 研究通过蓝牙对家庭空调的远程控制,实现制冷制热的切换。
  • 研究通过GSM对家庭安全进行监控,当温度过高时发送短信到用户手机进行通知,作出相应措施。
  • 研究通过蓝牙/红外遥控/按键操作对家庭电器,如空调,窗帘,彩灯,大门的控制操作。
  • 研究整套智能家居控制系统在实际应用中的可行性,对其进行合理化改善。

关键词:智能家居;蓝牙模块;温度检测;GSM

字数:10000+

实物链接:

智能家居控制-实物设计

仿真链接:

智能家居控制-仿真设计 

开题报告链接:

智能家居控制-开题报告 

内容预览:

目  录

第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

第二章 系统总体设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 微控制芯片的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 通讯方案的选择

第三章 系统硬件设计

3.1 整体设计

3.2 电源电路设计

3.3 控制电路

3.3.1 单片机的最小系统

3.3.2 温度传感器

3.3.3 继电器电路

3.4 通讯电路

3.4.1 蓝牙电路

3.4.2 GSM电路

第四章 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 处理函数流程设计

第五章 系统装置调试

5.1 系统装置总体设计

5.2 手动模式系统装置测试

5.3 自动模式系统装置测试

第六章 总结与展望

致  谢

参考文献

附录

第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

随着社会经济发展和信息技术的进步,人们的生活节奏越来越快,时间观念变得越来越强,人们逐渐采用新的高科技方法来提高他们的日常水平和质量。享受新技术为所有人带来的即刻舒适的生活环境。此外,越来越多的科技人员和公司逐步增加了科研方面的杰出技术资金投入,继续开展家用电器遥控自动控制系统的科学研究,提高了遥控自动操作的效率,向所有人的家用电器控制系统呈现更高质量的远程操作服务项目。在远程控制自动控制系统的快速发展中,单片机设计技术的发展趋势也非常快,并广泛应用于各个领域的发展趋势。本文分析了家电远程控制系统,研究了基于单片机的智能家居控制系统设计[1]

在现阶段,中国大多数的家居还是比较传统的家居风格,比如目前家庭中使用的电源的开关仍然是传统的机械开关。原因是传统的电器开关开发设计周期短,制造成本低,规划方案完善[2]。因此,在很长一段时间内,在中国的销售市场中,传统的插座开关都具有关键的市场份额。众所周知,在过去,人们的日常生活水平已经大大提高,而电器产品的价格却在持续下降。绝大多数家庭都可以承担起家用电器的使用,但是当有人从中购买新的家用电器时,但是房间内的电源开关有限,所以需要使用电源插座,该系列电器产品的应用便利性受到很大影响,重新布线将产生非常大的财务投资。因此,近年来,许多公司逐渐将精力集中在研发部门上,以开发和设计全面的、便捷性和无线遥控家用电器电源开关。智能系统家用电器的电源开关和传统电源开关之间有很大的不同,智能系统家用电器的电源开关由继电器操作,这完全将特定的传统电源开关区分开,继电器电源开关的存在由来已久,已广泛应用于许多遥控家用电器的电源开关中[3]。在现阶段,市场上传统的遥控家用电器电源开关已不能满足大家对家用电器操作的要求。传统控制器具有统一性,每个控制器只能操作一种类型的电气产品,产品的逐步改进导致许多控制器难以区分,因此,全面,多功能的控制器将是一个更好的发展趋势。

文章设计基于单片机的智能家居控制系统设计,这种方式不仅仅打破了传统电器运行控制单一,而且向电源开关那样只能通过人力控制的状况,通过各个电器关联起来进行控制,通过远程控制和手机控制使得的生活越来越方便。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

远程控制模式的多样化是智能家居发展的必然趋势,张腾飞、李勤孝和马富民设计了一种基于无线传感器网络的智能家电远程控制系统,该设计开发了基于ZigBee无线传感器网络的智能家居远程控制系统,实现了智能家居远程控制方式的多样化[4]。ZigBee技术用于形成房屋内家用电器的控制网络,并通过网络接口模块和GSM模块建立了Internet和SMS的两个远程控制网络。可以通过远程PC接口或移动电话查询和控制家用电器的当前的状态。该系统安全可靠,实现了家用家居的远程控制和查询。该系统控制方便,增加控制设备的灵活性。

由于物联网技术已广泛应用于智能家电中,因此,通过Android应用程序远程控制家电的工作已迫在眉睫,为了应对孕妇体温升高和跌倒的问题,通过物联网改善温度控制和跌倒检测是一个重要问题。

1.2.2 国外研究现状

美国目前拥有一种只能家居远程控制,改设计通过使用蓝莓派作为网络服务器开发了一种Web界面,可以通过使用可以连接Wi-Fi来控制家用电器,通过电源连接电动机或者其他的设备比如门等。

也目前的家居也可以通过遥控器来进行控制,改设计对于使普通人的居所舒适并为老年人和身体残障的人提供帮助很有用。因此,Ismail Husain,Mahfuz Alam和Emdadul Haque设计一种基于蓝牙网络的只能家居自动化系统,在该设计中提出了一种能够远程控制家用电器的系统。系统根据设备上的用户命令通过扬声器提供ON / OFF语音响应。将整个系统分为两个模块,一个是发射器或蓝牙遥控器,另一个是接收器或中继模块,蓝牙遥控器由多个按钮组成,用于控制家用电器[5]。远程和中继模块被配置为主从模块,以在模块之间进行通信,为了产生语音响应,将录制的语音存储在micro-SD卡中,通过语音响应,用户可以轻松了解特定时间哪个家用电器正在控制。

由于微控制器技术的不断发展,家电远程控制逐渐取代之前的机械开关,上述设计的家电远程控制系统是科技不断发展的体现,极大的方便了人们的日常生活,但是这些设计成本价高,无法应用到每家每户,因此本文设计一种基于单片机的家电远程控制系统,本设计以STC89C52单片机为控制中心,手机通过蓝牙的通讯方式和单片机进行信息交互,温度采集模块可以检测温度并将数据传输给传感器,通过自动的形式和手动的形式控制空调的开关和调温,采用多路继电器可以控制家里大部分电器的控制电路,然后将电器的使用状态显示在LCD液晶屏幕上[6]

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