智能家居传感网络控制器的设计.docx

《智能家居传感网络控制器的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能家居传感网络控制器的设计.docx（70页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、智能家居传感网络控制器的设计本科毕业设计（论文）智能家居传感网络操纵器的设计付华燕山大学2015年6月本科毕业设计（论文）智能家居传感网络操纵器的设计学院：里仁学院专业：智能家居传感网络操纵器的设计学生姓名：付华学号：111308061348指导教师：卢辉斌答辩日期：2015年6月23日燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：里仁学院系级教学单位：电子工程系学号111308061348学生姓名付华专业班级11电信5班题目名称智能家居传感网络操纵器的设计题目性质1 .理工类：工程设计（Y）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2 .管理类（）；3.外语类（）；4.艺术

2、类（）题目类型1.毕业设计（）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（）主要内容1学习E-HOME的基本实现方法2熟悉目前E-HOME的基本功能3设计具有自己特色的E-HoME系统4总体方案设计与说明基本要求1掌握网络技术在E-HOME的应用2完成操纵器的设计3完成功能设计与实现方法参考资料1单片机原理2微机原理3网络技术4模拟与数字电子技术周次第14周第58周第912周第1316周第1718周完成的内容资料准备，整体设计完成.开题报告原理设计程序设计与调试中期检查总体实验与系统形成论文撰写，答辩指导教师：卢辉斌职称：教授2015年3月1日系级教学单位审批：2015年月日随着数字

3、化技术取得迅猛进展并渗透到各个领域，电子信息技术，操纵技术的日益提升，社会信息化的逐步加快，促使人们的生活、工作、学习与通讯的关系日渐紧密，人们对住房的要求早已不再只是简单的物质空间，更为关注的是一个高度安全、舒适与美观方便的居住环境，先进的通信设施，完备高效的信息终端，自动、智能的家电，网络化的资源管理等等。如今社会人们日益增长的需求使得家居智能化已经成为一种趋势。智能家居系统是涵盖智能操纵、电子技术、通信技术、传感器技术等学科前沿的热点研究领域，其研究与应用具有巨大的理论与现实意义。本文设计了一种基于嵌入式微处理器STM32单片机的智能家居系统的操纵方法，实现了智能家居系统的智能操纵。文中

4、全面地介绍了智能家居系统的操纵原理，设计了智能家居系统的操纵电路、电源电路与各个模块的电路，重点进行了单片机操纵电路的设计与程序的编写。使用PCB专业绘制软件A1tiUmDeSigner绘制了原理图与PCB图，同时进行打样制作出了硬件电路；使用ESP8266无线模块对操纵系统的信息进行远程无线通信，能够实现远程无线监控；使用MQ-7型一氧化碳气体传感器家居各个房间进行对一氧化碳气体浓度的监测；使用kei1Vision4作为STM32单片机的编程软件。最终实现了智能家居操纵系统的设计。关键词智能家居；单片机；MQ-7;无线通信AbstractWithdigita1techno1ogyhasmad

5、erapiddeve1opmentandpenetrationintoa11areas,therisingofe1ectronicsandinformationtechno1ogy,contro1techno1ogy,informationsocietygradua11yacce1eratehavepromptedpeop1es1ives,work,1earningtoc1ose1ycommunication,peop1ehousingrequirementsareno1ongersimp1yamatterofspace,butmoreattentionisahigh1ysecure,comf

6、ortab1eandconvenientandbeautifu11ivingenvironment,forexamp1eadvancedcommunicationfaci1ities,comp1eteandefficientinformationtermina1s,automated,inte11igenthomeapp1iances,networkresourcemanagement,andetc.Thegrowingneedsofsocietymakesinte11igenthomehasbecomeatrendtoday.Smarthomesystemisahotareaofresear

7、chcoveredthefrontierofinte11igentcontro1,e1ectronictechno1ogy,communicationtechno1ogy,sensortechno1ogy.Itsresearchandapp1icationshasgreattheoretica1andpractica1significance.Thispaperpresentsacontro1methodofsmarthomesystembasedonanembeddedmicroprocessorSTM32microcontro11ertoachievetheinte11igentcontr

8、o1ofthesmarthomesystem.Thispaperdescribestheprincip1esofsmarthomecontro1systems,thedesignofthecontro1circuit,thepowersupp1ycircuitandeachmodu1ecircuitsmarthomesystemindetai1,focusingonthepreparationoftheMCUcontro1circuitdesignandapp1ication.Usingprofessiona1softwareA1tiumDesignerdrawPCBmapandschemat

9、ic,andproofingproducedahardwarecircuit;UsingESP8266wire1essmodu1eforremotewire1esscommunicationinformationofcontro1system,canrea1izeremotewire1essmonitoring;MQ-7-typecarbonmonoxideHouseho1dgassensorsisusedineachroomtomonitortheconcentrationofcarbonmonoxidegas;STM32microcontro11erprogrammingsoftwarei

10、sKei1Vision4.Andu1timate1ythedesignofinte11igenthomecontro1systems.KeywordsSmarthome；Microcontro11er；MQ-7；Wire1esscommunication摘要IAbstractIII第1章绪论11.1 课题背景及意义11.2 目前的研究现状21.2.1 国外的进展现状21.2.2 国内的进展现状31.3 本论文的要紧内容4第2章智能家居系统总体结构的设计72.1 智能家居系统的设计要求72.2 智能家居系统的功能72.3 智能家居系统的总体结构82.4 主控芯片STM32介绍92.4.1 STM

11、32的内核简介92.4.2 中断管理102.4.3 系统的滴答定时器112.4.4 电源操纵122.4.5 时钟132.4.6 通用与复用功能IO132.4.7 中断与事件142.4.8 模拟/数字转换(ADC)152.4.9 定时器162.5 本章小结17第3章智能家居系统硬件电路的设计193.1 操纵芯片电路的设计193.2 稳压电源设计233.2.15 V稳压芯片7805简介233.2.16 1M7805特性233.2.17 1M7805典型应用电路243.2.18 1M1117简介243.2.19 1M11I7特性243.2.20 1M1117典型应用电路253.3 一氧化碳传感器电路

12、的设计253.4 WiFi模块电路的设计263.5 单片机与PC机通信电路293.6 本章小结30第4章智能家居系统程序的设计314.1 程序语言的选择314.2 软件开发环境及程序实现314.2.1 开发环境314.2.2 新建工程314.2.3 基于STM32_V3.5固件库的程序开发324.2.4 固件库重要头文件解析324.3 程序的设计思路324.4 主函数程流程图334.5 本章小结33第5章硬件电路的制作与调试355.1 A1tiumDesigner软件简介355.2 A1tiumDesigner软件界面355.3 系统主控部分PCB图365.4 系统主控部分电子元件的焊接385

13、.5 系统运行效果图395.6 本章小结39结论40参考文献42致谢44附录146附录249附录352附录460第1章绪论1.1 课题背景及意义进入21世纪后，数字化技术取得迅猛进展并渗透到各个领域，电子信息技术，操纵技术的日益提升，社会信息化的逐步加快，促使人们的生活、工作、学习与通讯的关系日渐紧密，信息化社会在改变人们生活习惯与工作方式的同时，也对我们的传统住宅提出了挑战。我们很容易的发现，人们对住房的要求早已不再只是简单的物质空间，更为关注的是一个高度安全、舒适与美观方便的居住环境，先进的通信设施，完备高效的信息终端，自动、智能的家电，网络化的资源管理及购物方式等等。如今社会人们日益增长

14、的需求使得家居智能化已经成为一种趋势。智能家居系统的概念起源于上世纪70年代的美国，随后,传播到欧洲I、日本等国同时得到了很好的进展。在我国，智能家居这一概念推广比较晚，智能家居系统进入我国的时间大约在90年代末，至今已存在相当数量的智能化小区及住宅,进展速度非常惊人。所谓的智能家居系统是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。它能够自动操纵与管理家电设备，对家庭环境与安全进行监控、报警，同时能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境以智能家居系统将家庭中各类与信息有关的通信设备、家用电器与家庭保安装置通过有线或者无线的方式连接起来，并进行集中或者异地的监控、管理，保持家庭住

15、宅环境的舒适、协调与安全。与普通的家居相比，智能家居不仅具备传统的居住功能，提供舒适温馨，高效安全的高品位生活环境，还将一个被动静止的居住环境提升为一个有一定智慧协助能力的体贴的生活帮手，进一步优化住户的生活质量。当智能家居提供与外界信息交互的通道后，能够实现与外部世界信息沟通，满足远程操纵。检测与减缓信息的需求满足人们生活需要的个性化智能系统，优化了生活方式，提高家居的安全性。随着信息化进程的快速进展，人们生活条件的改善，智能家居也将会做到有用、易用、人性化，最终目的都是为满足人们对安全、舒适、方便与符合绿色环境保护的需求，真正提高人们的生活品质，营造更加舒适的家居生活叽许多国家先后提出了不一致的智能家居方案，比如，早期新加坡模式的智能化家居系统包含：安防报警、可使对讲、三表抄送、监控、家居操纵、智能布线箱、宽带网络接入等。而现今的智能化家居系统拥有更加优越切复杂的配置。比如网上购物、远程报警、紧急求助等新功能就是根据现在社会的进展与人们日益暴涨的需求而开发设计的