智能家居灯光系统的设计与实现(1).docx

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1、毕业设计（论文）开题报告专业计算机科学与技术学生学号班号指导教师开题日期一说明一、开题报告应包括下列主要内容：1 .通过学生对课题题目和课题研究现状、选题的目的和意义论述，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求。2 .进度计划是否切实可行。3 .是否具备毕业设计所要求的基础条件。4 .预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施。5 .主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告要求学生认真填写，由开题答辩组和指导教师填写意见、签字后，统一交所在分院保存，以备检查。指导教师评语：指导教师：开题答辩组审查意见:组长：组员:一、课题题目和课题研究现状

2、课题题目：智能家居灯光系统的设计与实现。研究现状：美国联合科技公司在美国康涅狄格州哈特福德市建造了第一座“智能型建筑”，从此便引发了世界各国对智能家居的研究与发展。智能家居在中国的发展已经有十几年了，它给人们带来了全新的生活理念，让人们更便捷的操控家里的电器。我国的家居灯光控制市场目前仍然是一个起步阶段，虽然许多的国内外品牌企业经过十多年的市场培育，但是理想与现实的距离还相距甚远。比如，在美国可以从超市里买到灯控产品，在欧洲客户自己上门学习和购买灯控产品，而国内简单的遥控就已经是很先进的灯控了95%以上的居家连遥控开关都还没有用过，更谈不上灯光的场景模式控制。当然，市场前景已经越来越明显，产品

3、及功能的定位也逐步趋于更加合理和实用，特别是装饰公司越来越看重灯光控制与装饰环境的互动性效果，房地产开发商也将智能概念的目光从单纯的可视对讲和安防报警功能投向了家居灯光控制、背景音乐等更多的智能控制功能，更突显出家居智能的感官效应和环境效果。然而由于物联网概念的提出，把智能家居的发展又推向了一个新的方向，通过它将电器设备连接起来，从而接收和传递数据，电器设备通过相关技术进行数据传输。自从物联网发展起来后，物与物互联的概念深入人心。智能家居通过互联网技术，使得电器设备相互连接到一起，并拥有控制家电的开关，定时操作等功能。相比于传统的智能家居是借助于有限局域网对家电进行控制，需要复杂的排线工程，物

4、联网时代下的智能家居通过无线通信技术来控制家电设备，减少了排线的麻烦，而且由于布线的成本也比较高，这部分的成本免去了之后，价格大幅度下降，使智能家居走进了平常百姓的家中。而灯光是家居中不可或缺的重要一部分。不断提高的生活水平，促使人们有了更高层次的家庭环境的向往和追求，传统的手动控制灯的开启与关闭被人们所摒弃。人们希望他们可以享受更方便、更有质量的生活。根据目前的发展情况分析估算，全世界未来数年内选择建立一个智能家居生活的家庭数量将会过亿。二、选题的目的和意义目的：由于智能家居产业的飞速发展，加上人们的生活方式也有所改变，智能家居走进普通家庭将是理所当然的事根据相关资料表明，智能化的灯光设备越

5、来越受到人们的关注和青睐。随着智能家居每年五百万的增长速度，智能家居灯光系统的市场需求将大幅度提升。本系统以Android平台为基础，通过无线通信技术、计算机技术和自动控制技术实现家电设备的远程监控。为家庭带来更便捷，舒适的生活方式。给普通的电灯带来新的生命力，使它们更贴合人们的需求和期许，更人性化的为家庭提供服务。用户可以随时通过AndrOid设备对家中的灯光电路进行操控和调整。为人们带来一种全新的生活理念。意义：智能家居灯光系统的研究非常符合社会的发展与需求，从长远角度看，系统还可以进行扩展，以后还可以连接到更多的智能设备上，满足人们多样化的需求。用户通过AndrOid界面对灯光设备进行监

6、控，操作简单易懂，使用体验直观方便。在科学技术快速发展的今天，人们对不断提高生活水平的向往和期许促进了智能家居的迅速提升，智能家居已经成为衡量一个国家经济实力和技术水平的因素之一。而智能家居中灯光系统更是起到中流砥柱的地位。所以，智能灯光系统产业的市场潜力是不可估量的。三、课题的基本内容在智能家居的环境下，摒弃了传统手动控制开关才能实现Ied灯的亮灭。在智能家居中，卧室使用语音模块1d332O通过不同的语音提示，展现不同的灯光效果。在客厅使用WiFi模块通过连接手机WiFi来控制硬件电路，使用Android软件来设计手机端的界面功能使其更加美观，给用户更加直观便捷的体验。其他部分采用更加节能的

7、红外感应模块，节约能源的同时.，给人们带来便捷。1 .卧室内，1D3320语音模块接收语音：“打开灯”、“关闭灯”来实现灯光的开启和关闭。语音模块接收语音：“亮一点”、“暗一点”来控制暖色Ied灯的光照强度，方便主人休息。2 .客厅内通过ESP8266WiFi模块发送WiFi信号，使用手机连接，使用Android软件，控制硬件电路客厅中Ied灯光模块的开启与关闭，客厅内的灯光模块分为两种，分别使用Android软件中的按钮控制不同的灯组，并使用滑动条改变光照强度。3 .走廊等其他部分采用红外感应模块，因为在家居中像走廊这一类的地方人们不会长期停留，另一方面也节约了能源的浪费，节省了电量，也提高

8、了小灯的使用寿命。四、研究方案及预期达到的目标研究方案：确定了智能家居灯光系统的设计总体方案由一个STM32FI03C8T6单片机核心电路、多个高亮度1ED灯电路、WIFI模块ESP8266电路、1D3320语音模块、手机APP模块和电源电路组成的无线控制系统.总电源和降压电路向系统提供5V电压。在客厅里STM32通过WIFI模块电路实时监控APP发送的命令数据，对命令数据进行解析后,根据解析后的命令，通过单片机的定时器产生不同的PWM信号，控制高亮1ED灯的开启、关闭和1ED灯的亮度变化。手机app滑动条调节灯光亮度，灯光部分分为两组模块，一种是暖色的白光1ED灯，一种是慢闪多色炫彩灯光模块

9、。卧室方面1D3320语音模块通过对相应的语音信号做出反应,可以实现控制高亮1ED灯的开启、关闭和1ED灯的亮度变化。走廊等其他灯光部分采用红外模块，感应人体是否通过，产生电信号，传入单片机实现有人通过就使灯光开启，并延时一小段时间。预期达到的目标：现阶先将1D332O语音模块通过对相对应的语音信号做出反应，实现控制高亮1ED灯的开启、关闭和1ED灯的亮度变化。系统通电后1D3320语音模块接收语音：“打开灯”、“关闭灯”来实现灯光的亮灭，接收语音：“亮一点”、“暗一点”来控制Ied灯的光照强度。五、为完成课题己具备和所需的条件已经多次参与课程设计工作，并出色完成本职任务。熟悉单片机的使用原理

10、，以及对系统电路的掌握。硬件已经具备s1m32单片机最小系统，以及1D3320语音模块，ESP8266WiFi模块。软件方面具有Kei15编程软件，AndrOidStUdiO手机APP编辑软件，以及PrOIe199se仿真等相关软件。六、预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施预计研究过程遇到的困难：1. Wifi模块如何使用手机APP与硬件电路产生联系。2. WiFi模块如何控制客厅中的两个灯组。3. Wifi模块使用PC端的串口助手初始化的指令是什么。解决措施：1 .使用esp8266模块AP模式作为热点，手机与模块连接，实现局域网无线控制，2 .分别使不同的灯组连接stm32单

11、片机的不同引脚，再使用WiFi模块实现控制。3 .AT+CWMODE.DEF=3,AT+CIPMUX=0,AT+CIPSTART=TCP”，“192.168.4.2”,8080七、进度安排本课题进度安排如表7-1所示。表7-1计划时间安排表序号任务计划周数起止时间备注1可行性分析1周2需求分析2周3系统设计3周4系统实现5周5系统测试1周6撰写论文3周八、参考文献1杜银,罗浩敏,方鑫,卢新祥.基于语音识别的智能家居系统设计J.电子测试,2019(18):17-18+36.2盛振涛,颜铿洋.基于语音识别的智能家居助手设计与制作U1数码世界,2019(08):134.3王岭娥,白佳荣.基于语音控制

12、的智能家居系统的设计与实现J.华北理工大学学报(自然科学IK),2019,41(03):135-140.4褚大伟.语音识别交互在智能家居中的研究与应用D.石家庄铁道大学,2019.51eiWang.Designofspeechrecognitionsystembasedon1D332OChiPA.信息化与工程国际学.Proceedingsof20163rdInternationa1ConferenceonMateria1sEngineering,ManufacturingTechno1ogyandControKICMEMTC2016)C.信息化与工程国际学会:计算机科学与电子技术国际学会(COmPUterScienceandE1ectronicTechno1ogyInternationa1Society),2016:4.九、备注硬件框图:功能框图:身份验证名称灯光亮度调节灯光的开启与关闭场景灯光管理