智能家居系统的设计与实现(doc 61页).docx

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1、智能家居系统的设计与实现（doc61页）智能家居系统的设计与实现智能家居系统的设计与实现摘要随着信息化、智能化设备的普及，现在人们也希望在家居环境中添加各类智能化的设备，能将家电设备、家居环境因数通过无处不在的网络联系起来，这也是智能家居系统的原始构想。智能家居系统是一种网络化、信息化、智能化的系统，在合适的硬件与软件的组合下，将家居环境中的设备通过网络实现物物相连的功能，同时也将家居环境中的各类环境因素也添加到网络中，满足了人们通过网络操纵家电设备熟悉家居环境因素的要求，继而能够满足人们对家居环境更高级需求，而这些要求是传统家居无法完成的。智能家居系统中最重要的是核心操纵器，它是连接家居家电

2、设备、家居环境与终端操纵设备的桥梁，目前国内外对智能家居研究中，通常都选择单片机与ARM作为核心操纵器。本文选择ArdUinOMega2560作为核心操纵器，就稳固而言，ArduinoMega2560比单片机、ARM更加稳固有用，而且ArdUino不管是硬件还是软件都是开源的，这就意味着能够查看与下载其源码，更加方便用来设计智能家居操纵系统。本论文的设计思想是将家电智能化、家居安防、家居环境监测、局域网操纵与远程操纵等功能集中到一个综合管理系统上。系统选用蓝牙作为局域网操纵的纽带，选用GSM网络作为远程操纵的媒介，并为解决现在市场上红外家电设备难以操纵的难题，设计了一种红外转发器，代替红外遥控

3、器，免去了家居环境多遥控、使用务必在一定范围的问题，考虑到智能手机的普及，本文选用手机作为移动终端操纵设备，而不在设计另外的终端操纵设备，这样既方便又省去了携带的烦恼。此外，该系统还具备良好的可扩展性与对不一致家居环境的习惯性，能够根据不一致家居的需要，进行功能的裁剪、增添与移植等。关键词智能家居；ArduinoMega2560；蓝牙；GSM模块；红外转发DesignandImp1ementationofSmartHomeSystemAbstractWiththepopu1arityofinformationandinte11igenceequipment,nowwea1sowanttoadd

4、avarietyofinte11igentdevicesinthehomeenvironment,anditcanab1etoapp1iancesandhomeenvironmentfactorbyubiquitousnetwork1ink.Thisistheorigina1conceptofsmarthomesystem.smarthomesystemisanetworkthatinformationtechno1ogyandinte11igentsystemsistherightcombinationofhardwareandsoftware.Inthehomeenvironmenttoa

5、chievefunctiona1thatmateria1objectsconnectedtothedevicethroughthenetworkanda1sothehomeenvironmentinavarietyofenvironmenta1factorsa1soaddedtothenetworktomeetthepeop1ethroughanetworkcontro1app1iancesathomeunderstandtherequirementsoftheenvironmenta1factors,andthusmeettheneedsofpeop1earemoreadvancedhome

6、environment,andtheserequirementsarethetraditiona1homeItcannotbecomp1eted.Smarthomesystemisthemostimportantthingisthecorecontro11er,whichisconnectedhouseho1dapp1iances,homeenvironmentandatermina1contro1devicebridge.Athomeandabroadforthesmarthomestudy,genera11ychoosemicrocontro11erwithARMasthecorecont

7、ro11er.PaperchoosesArduinoMega2560asthecorecontro11er,intermsofstabi1ity,ArduinoMega2560Microcontro11erratio,ARMismorestab1eandpractica1,andArduinowhetherhardwareorsoftwareisopensource,whichmeansyoucanviewanddown1oaditssourcecode,andmoreeasytodesigninte11igenthomecontro1system.Thisthesisistodesignin

8、te11igenthomeapp1iances,homesecurity,homeenvironmentmonitoring,1oca1contro1andremotecontro1functionstofocusonanintegratedmanagementsystem.B1uetoothasa1oca1areanetworkcontro1systemse1ectsthe1ink,usingtheGSMnetworkasaremotecontro1ofthemedia,andnowonthemarkettoso1vetheinfraredapp1iancesisdifficu1ttocon

9、tro1theprob1em,designaninfraredrepeater,insteadofinfraredremotecontro1,e1iminatingthehomeenvironmentmoreremote,mustbeusedinarangeofissues.Takingintoaccountthepopu1arityofsmartphones,thepaperse1ectedasamobi1ephonetermina1contro1device,notinthedesignofanadditiona1termina1contro1device,whichisconvenien

10、tande1iminatestheneedtobringtroub1e.Inaddition,thesystema1sohasgoodsca1abi1ityandadaptabi1itytodifferenthomeenvironment,accordingtotheneedsofdifferenthome,croppingfunctions,additionsandtransp1antation.KeywordsSmartHome,ArduinoMega2560,B1uetooth,GSMModu1e,InfraredRepeater摘要IAbstractII第1章绪论11.1 本论文研究背

11、景及意义11.2 智能家居国内外进展状况21.3 论文研究的要紧内容4第2章智能家居系统的总体方案设计52.1 智能家居系统的基本构成52.2 智能家居系统总体设计方案62.3 智能家居系统中的硬件平台82.3.1 Arduino介绍82.3.2 GSM模块SIM900A92.3.3 无线模块102.3.4 传感器模块122.4 本章小结14第3章智能家居系统的硬件设计与关键技术实现153.1 智能家居继电器操纵系统硬件设计153.2 红外转发系统的关键技术与实现163.2.1 红外遥控系统的关键技术173.2.2 红外转发系统的设计与实现223.3 传感器采集电路设计253.3.1 烟雾传感

12、器电路设计263.3.2 红外人体传感器电路设计273.3.3 温湿度传感器DHT11电路设计273.4 蓝牙操纵电路设计273.4.1 蓝牙模块的要紧功能273.4.2 蓝牙串行端口链接流程与硬件连接283.5 GSM远程操纵系统设计303.5.1 远程监控系统串口通讯303.5.2 远程监控系统硬件电路303.6 本章小结31第4章智能家居系统的软件设计与实现324.1 Arduino集成开发环境324.2 智能家居操纵系统软件设计334.2.1 继电器操纵系统软件设计344.2.2 红外转发系统软件设计354.2.3 传感器信号采集软件设计364.3 智能家居蓝牙操纵系统软件设计374.

13、4 智能家居远程操纵系统软件设计394.4.1 GSM系列协议简介404.4.2 AT命令详解404.4.3 UCS2编码介绍414.4.4 短信息接收与发送流程424.5 本章小结44第5章系统测试455.1 智能家居软件设定455.2 智能家居操纵系统测试465.2.1 继电器操纵系统测试465.2.2 红外转发系统测试475.2.3 传感器操纵系统测试485.2.4 远程操纵系统测试505.3 本章小结51结论52参考文献53攻读硕士学位期间发表的学术论文错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。第1章绪论1.1本论文研究背景及意义随着现代化电子技术与网络技术的飞速进展，现在已经进入了信息

14、化的时代。如今能够把电子信息技术、自动化操纵技术与网络通信技术结合起来应用于家居住宅，因此出现了智能住宅。1984年，世界上的第一座智能化办公大楼在美国康涅狄格州哈德福特市建成，由此掀开人类智能家居的第一页。随着信息化、智能化的普及，现在人们也希望在家居环境中添加各类智能化的设备，能将家电设备、家居环境因数通过无处不在的网络联系起来。这也是智能家居系统的原始构想，智能家居系统是一种网络化、信息化、智能化的系统，在合适的硬件与软件的组合下，将家居环境中的设备通过网络实现物物相连的功能，同时也将家居环境中的各类环境因素也添加到网络中，满足了人们通过网络操纵家电设备熟悉家居环境因素的要求，继而能够满

15、足人们对家居环境更高级需求，而这些要求是传统家居无法完成的。智能家居是在原有家居环境的基础，结合无线通信技术、智能操纵技术、物联网技术等现代化电子信息操纵技术，实现家居智能化，提高家居环境的安全性、高效性、舒适性、便利性等。智能家居概念的提出远远早于手机的诞生，但是进展却远远落后于手机，近年来，物联网技术的诞生与进展才促使了智能家居系统相对较快进展，物联网技术使得家居中的各类家电设备、家居环境能够相互连接在一起，实现了家电自动操纵功能、局域网无线操纵功能、远程操纵功能、环境监测功能、红外转发功能等。智能家居相比普通家居最要紧的特点就是智能化，在原始家居的基本功能上引入了核心操纵器叫它的要紧作用不仅具有传统家居的功能，还具有信息交互功能，监控家居环境内的家电的运行情况与家居环境，在用户需要熟悉家居情况时将信息发送给用户，按用户的要求去操纵家电的运行，在家居环境特殊时自动处理并将报警信息发送给用户。物联网技术的诞生与进展解决了智能家居中物物相连的难题，这个难题的解决，使得智能家居在未来必将得到广大用户的期待，未来的市场将会高速进展智能家居系统，其应用前景非常广阔。随着信息化时代的到来，人们对生活的追求越来越高，对自身居住的环境也提出更高的要求。智能家居的出现就是在人们的这些要求下产生的，传统的家居只能满足人们简单的居住功能，关于除了居住功能以外的一些要求根本不可能实现，智