智能家居作品46.docx

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1、智能家居作品46编码:湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品作品名称：基于手机W1基安卓平台操纵的远程网络智能家居系统类别：口自然科学类学术论文口哲学社会科学类社会调查报告与学术论文M科技发明制作A类口科技发明制作B类1作品概述12作品背景22.1智能家居22.2Android系统32.3无线WIFI43作品设计方案与特点43.1 作品设计方案43.2 作品特点54作品总体结构设计65硬件电路设计85.1硬件总体电路85.2 核心操纵电路:操纵芯片STC89C5295.3 继电器操纵电路：三极管与继电器构成的操纵模块105.4 报警电路：三极管与蜂鸣器构成的按键提示与报警摸块

2、.115.5 电源稳压电路：稳压芯片1M2940T-5.0125.6 光敏传感器模块135.7 门禁防盗系统：超声波测距模块135.8 无线通信系统：红外、蓝牙、WIF1模块145.8.1红外通信模块145.8.2蓝牙通信模块155.8.3WIFI通信模块166软件程序设计186.1 整体程序设计186.2 模块化程序设计196. 2.1继电器模块程序设计197. 2.2蜂鸣器模块程序设计208. 2.3红外线接收模块程序设计219. 2.4蓝牙模块程序设计2310. 2.5WIFI模块程序设计2411. 2.6超声波模块程序设计287操作说明3011.1 源操作说明3011.2 械开关操作说

3、明3111.3 控器操作说明3211.4 机操作说明367. 4.1Android平台上的操纵软件367. 4.2蓝牙遥控软件操作说明3712. 4.3WIFI遥控软件操作说明388实物图3921世纪是信息化进展最快的世纪，各类电子技术与网络技术不断快速进展，推动了人类文明的巨大进步。特别是电子技术的进展，不断表达出人性化的进展趋势。为熟悉决人们日常生活中的问题，很多电子产品都相继生产投入市场，并受到了人们的广泛运用，如手机、U盘等。我们设计作品的目标，就是为了方便人们的日常生活，给人们的生活提供方便与快捷。本系统围绕日常家居系统，突破其传统的生活方式，即一个开关操纵一个用电器的方式，改用无线

4、通信技术对整个家里的用电器进行操纵。使人们能随时随地的对家里的用电器进行操纵，让人们的家居环境更加人性化，更加快捷。我们用到的无线通信方式有，红外遥控、手机蓝牙与无线网络WIFI技术，实现了对家居系统由近到远的全范围覆盖操纵。如：当你在办公室，能够通过WIF1网络操纵家里空调或者暖气的开关，还能够操纵门窗的开关，极大的方便了用户的日常生活。实现整个系统的操纵核心是51单片机，它接收用户的命令信息，通过算法处理，对室内各用电器进行全方位的操纵。本系统不但能很稳固的实现其功能，而且成本低，具有很好的适用性与很高的市场价值。2.1智能家居智能家居是指利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术，

5、将与家居生活有关的防盗报警系统、家电操纵系统、网络信息服务系统等各类子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居能提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性、舒适性。家庭自动化是指利用微处理电子技术，来集成或者操纵家中的电子电器产品或者系统，比如：照明灯、电炊具、电脑设备、安防系统、空调系统、音响系统等。家庭自动化系统要紧是以一个中央微处理机接收来自有关电子电器产品的信息（外界环境因素的变化，如温/湿度、太阳初升或者西落等所造成的光线变化等）后，再以既定的程序发送适当的信息给其他电子电器产

6、品。中央微处理机务必透过许多界面来操纵家中的电器产品，这些界面能够是键盘，也能够是触摸式荧幕、按钮、电脑、电话机、遥控器等；消费者可发送信号至CPU,或者接收来自CPU的信号。智能家居随着科技的进展与人民生活水平的提高，正以迅猛的态势渗透到平常百姓的生活当中。“智能小区”、“智能家居”正成为房地产商推崇的热点词汇，科技的进步让家居智能化正在成为现实。安卓(Android)是一种以1inIIX为基础的开放源码操作系统，谷歌公司在2007年正式推出该系统后，在短短的几年时间内得到了广泛的应用。2012年7月美国科技博客网站BUSineSSInsider评选出二十一世纪十款最重要电子产品，Andro

7、id操作系统榜上有名。安卓系统要紧使用于便携设备，广泛应用于智能手机、平板电脑、MID等电器。作为一款开放式操作系统，随着安卓的快速进展，如今已同意开发者使用多种编程语言来开发安卓应用程序，而不再是往常只能使用JaVa开发安卓应用程序的单一局面，因而受到众多开发者的欢迎，成为真正意义上的开发式操作系统。安卓系统以1inUX系统为核心，使用JaVa作为要紧编程语言，在NDK(NativeDeveIopmentKit)的支持下也可使用cc+进行编程。越来越多的用户开始体验到，搭载安卓系统的智能手机就与电脑一样，能够轻松享受移动互联网冲浪，并随意安装软件扩展功能所有安卓软件都是APK(AndrOid

8、PaCkage的缩写，即AndrOid安装包)格式，在AndrOid手机中执行即可安装。依托于源代码开放，安卓应用进展迅速，据悉，目前免费软件已达到10万级。由于安卓系统是与GoOg1e与其他很多公司共同开发的，因而在网络方面非常有优势，而且就系统方面来看，安卓系统非常个性化。随着安卓系统的日渐强大，更多的扩展软件也为使用者带来了更多的乐趣。此外，其个性界面支持自有定制，多主屏，程序、小部件轻松放置，简单便利。WIFI是一种能够将个人电脑、手持设备（如Pad、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。随着技术的进步与基础设施的改善，WIFI已成为人们日常生活必不可少的有用工具，WIFI信号范围正在

9、不断扩大。WIFI也逐步被应用到智能家居中。WIFI在智能家居中的应用要紧包含一个家庭网关与若干个无线通讯子节点，在家庭网关上有一个无线发射模块，每个子节点上都包含一个无线网络接收模块，通过这些无线收发模块，数据就在网关与子节点之间进行传送。其中WIFI智能网关就是室内机，是家庭的一个智能化枢纽，通过智能网关上的无线射频模块与收集中各子节点进行通信，实现家电的操纵；通过Web网络操纵智能网关，从而实现对家电的远程操纵。真正实现家电的智能操纵，为人们的生活带来了极大的便利。3作品设计方案与特点3.1作品设计方案本作品以房屋模型来模拟真实的家居环境，实现基于手机WIFI的远程智能操纵与基于Andr

10、oid平台的蓝牙与红外的智能操纵。以单片机为核心处理器，通过手机WIFI、红外与基于AndrOid平台的蓝牙发送命令来对用电器进行实时操纵，改善传统的机械开关的操纵，使得操纵更加的智能化。给用户带来更加安全、方便的体验。(1)此作品旨在于提供一种更为简单、方便、安全、舒适、节能的家居环境。本作品以STC89C52单片机为基础，通过基于AndriOd平台的蓝牙、红外、手机WIF1发送命令来操纵继电器状态继而对用电器进行操纵，实现了与机械开关的双重操纵，并能够直接操纵220V的用电器，符合通常家居环境的使用条件，且该操纵为一种弱电操纵强电的安全操纵方法。(2)利用手机W1F1来进行远程网络操纵，符

11、合当今网络进展的趋势，充分利用了各类网络资源。通过手机W1F1进行操纵，改变了家居环境原有通过布线来实现操纵各类家用电器的途径，能够对电器无线操纵，为用户减少了一笔开支，响应了制造节约型社会的口号。且该操纵方法能够利用网络实现远程操作，用户在外便可对家里的电器进行操纵，真正表达了家居的智能化，给用户的生活带来极大的便利。(3)本作品开发了基于Android平台的蓝牙软件，该软件的桌面可根据各自家庭用电器等设备的使用情况设定，操作更具有可视性，从而使得操纵更加的方便，增强了系统的推广性。(4)如今手机使用的普及率极高，本系统通过手机蓝牙与操纵板上的从机进行配对，通过手机可发送各类命令来操纵电器的

12、状态。充分利用了已有资源，表达了节约、便利的思想。(5)该作品亦可通过红外操纵。红外使用的是普通的电视机遥控，通过程序的处理能够解决因遥控器的不一致而无法实现操纵的弊端，消除了系统的特异性，避免了二次消费，增强了系统的推广性。红外的操纵距离可达到10米，且其接收头的价格低廉，能够在各个房间都安装红外接收头，避免因墙壁的阻挡对红外信号的影响。实现了在家庭环境的全方位操纵，使得操纵更加方便。(6)超声波装置给用户发送了房屋门窗的实时状态，使用户拥有一个更加方便的智能系统来得知房屋状况，增强了房屋的安全性。(7)通过光敏电阻与继电器相结合，构成了性价比更高的光控开关。本系统运用此装置实现了根据光照强

13、度来操纵照明灯的智能操纵。避免了在光照强度良好、用户忘关灯而灯依旧工作的浪费行为，使得系统更加节能。4作品总体结构设计本作品以STC89C52单片机为核心，通过接收手机WIFI、红外或者蓝牙的操纵命令来分别操纵相应的用电器，从而与机械开关实现对家居用电器的全方位操纵,使用户能对用电器随时随地的操纵，使家居环境更加智能化。另外本作品运用了超声波模块来实时的检测房屋门窗是否关闭，增加了房屋的安全防盗功能。通过光敏电阻感应光照的强度，来实现光控开关，增加了房屋的节能环保功能。如图4.1:等等电器壬划电脑5硬件电路设计5.1 硬件总体电路图5.1电路原理图该整体电路包含有STC89C52单片机的最小系

14、统，作为整个系统的操纵核心。另因单片机的输出功率有限，添加了继电器的操纵电路。其中的蓝牙操纵模块、红外操纵模块与手机W1F1操纵模块作为接收用户命令的终端。核心操纵电路：操纵芯片STC89C52图5.4STC89C52单片机51单片机是目前应用最广泛的8位单片机之一，这款芯片不仅资源丰富，功能强大，而且功耗小，正是基于其功能适合本系统的设计的设计需求，故选用本芯片。图5.3为STC89C52单片机的最小系统的典型接法，其中11.0592MHZ的晶振电路时单片机的片内时钟源，单片机的XTA11与XTA12引脚之间接I10592MHz的晶体振荡器与电容构成内部时钟方式。他是单片机能准确工作的重要根

15、据。引脚9所接电路是由微动开关，电解电容与电阻所构成的复位电路。能够在不掉电的情况系对系统进行复位，使系统回归于初始状态。5.2 继电器操纵电路：三极管与继电器构成的操纵模块FOOoO0OOO00O-0图5.5继电器驱动电路Qgoooooooo0oo0a2c”cwooWdX鼻s。NG1E000；0000*鼠加这感g睛二遢黑施鳏.石臂物GGSRD05VDCS1C1，00.00Q-H6*S9.JWVG000$000-GGGGQGG八CGCCCCCAA图5.6继电器模块实物图房屋的家居智能化，可通过弱电操纵强电来实现。在这里我们用到的中间器件就是继电器，实现弱点跟强电的对接。5.4报警电路：三极管与蜂鸣器构成的按键提示与报警摸块图5.7报警电路图5.8报警电路实物我们使用的报警器是最基本的发声器件一蜂鸣器。它的要紧功能是用来进行报警，当门窗打开的时候，蜂鸣器会发出响声，提醒主人门窗没有关好。能够极大的提高房屋的安全性，使人们能全身心的投入到工作、生活与学习中。这里三极管与上面一样起着开关作用，当三极管导通时，蜂鸣器得电，发出响声；三极管失电时，蜂