毕业论文基于智能控制系统设计

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工程机械控制技术专业毕业设计论文:基于人工智能的工程机械控制系统设计与实现

工程机械控制技术专业毕业设计论文:基于人工智能的工程机械控制系统设计与实现

工程机械控制技术专业毕业设计论文:基于人工智能的工程机械控制系统设计与实现摘要本文研究了基于人工智能的工程机械控制系统的设计与实现。

首先介绍了研究背景和意义,接着阐述了研究的目的和方法。

在方法部分,详细介绍了所采用的人工智能算法和设计思路,包括神经网络、支持向量机等。

接着,详细描述了实验步骤,包括数据采集、模型训练和测试等。

最后,总结了实验结果和分析,并对比前人的研究成果,突出本研究的创新点和实际应用价值。

一、研究背景和意义随着科技的不断进步,人工智能技术在各个领域得到了广泛的应用。

在工程机械领域,传统的控制系统存在着一些问题,如控制精度不高、响应速度较慢等。

因此,基于人工智能技术的工程机械控制系统设计与实现具有重要的意义。

通过人工智能技术,可以实现对工程机械的精准控制,提高设备的运行效率和质量,同时也可以降低能耗和减少人力成本。

本文的研究旨在设计一种基于人工智能的工程机械控制系统,并通过实验验证其可行性和有效性。

同时,通过本研究的设计和实验,可以为工程机械控制领域的发展提供新的思路和方法。

二、研究目的和方法本研究的主要目的是设计一种基于人工智能的工程机械控制系统,并通过实验验证其可行性和有效性。

具体而言,研究内容包括:1. 确定合适的人工智能算法:根据实际需求和控制要求,选择适合工程机械控制的人工智能算法,包括神经网络、支持向量机等。

2. 数据采集和处理:采集工程机械的运行数据,并进行预处理和特征提取,为人工智能算法的训练和测试提供数据基础。

3. 模型训练和测试:利用采集的数据进行模型训练和测试,验证人工智能算法的准确性和稳定性。

4. 控制系统的设计和实现:基于人工智能算法,设计并实现工程机械控制系统,包括硬件电路和软件程序等。

5. 实验验证:搭建实验平台,对所设计的控制系统进行实验验证,评估其实际应用效果。

本研究采用的方法主要包括理论分析、实验研究和系统设计等。

首先,根据实际需求和控制要求,选择适合工程机械控制的人工智能算法。

毕业设计(论文)-基于51单片机的电梯智能控制系统设计

毕业设计(论文)-基于51单片机的电梯智能控制系统设计

摘要在现代电梯智能控制系统大多采用PLC智能控制,PLC具有稳定的多I/O 口输出控制,容易操作与调试,易于远程操作及监控等优点,但PLC造价高,市场上一般16点的PLC造价就至少上百元,而大多进口的西门子,欧姆龙系列就不用说了,故在小系统中,采用PLC控制不太合适。

本系统采用AT89C51进行智能控制,成本超低,但性能亦很稳定,并具有系统崩溃自锁功能,整体性能比利用PLC更优惠。

关键字:AT89C51,电机控制,24c02目录摘要 (1)目录 (2)一系统设计方案 (3)1.单片机控制系统总体框图 (3)2.电机驱动系统设计框图 (3)二元器件简介 (4)1.AT89C51的单片机简介 (4)(1)主要特性 (5)(2)管脚说明 (5)(3)振荡器特性 (8)(4)芯片擦除 (8)2.存储器24c02 (9)三电梯智能控制系统设计 (13)1.硬件电路设计 (13)(1)单片机最小系统 (13)(2)继电器控制电路的设计 (14)(3)红外检测系统 (14)(4)系统供电电源 (15)2.系统软件设计 (15)(1)软件介绍 (15)(2)程序流程图 (15)(3)程序清单 (16)四调试过程 (17)1.检测AT89C51运行否 (17)2.红外检测测试 (17)总结 (18)参考文献 (19)一系统设计方案1.单片机控制系统总体框图2.电机驱动系统设计框图二元器件简介1.AT89C51的单片机简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文

基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文

基于单片机的智能照明控制系统设计摘要随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。

楼宇智能化的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。

本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。

该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术,利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。

系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。

该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础,实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。

使用光电子镇流器,使光源具备自动调节功能。

文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括:光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。

对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。

工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。

关键词:智能控制,主控制器,分控制器,单片机,定时控制The Control System for Intelligent Lighting Based onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。

基于51单片机的智能风扇控制系统毕业设计(论文)

基于51单片机的智能风扇控制系统毕业设计(论文)

基于51单片机智能风扇控制系统的设计与实现摘要:随着气温的逐渐上升,风扇的需求量也逐渐扩大。

传统风扇不能根据外界温度的变化对风扇转速快慢进行调整,也不能对风扇的开关与否进行自动控制,这将会损耗大量的电力资源。

针对这些问题,开发设计了智能风扇控制系统。

该系统以STC89C51RC单片机最小系统为核心,利用DS18B20温度采集模块,LCD 1602显示屏、L298N电机驱动模块、HC-SR501人体感应模块、舵机控制模块、ESP8266 WIFI控制模块组成智能风扇控制系统。

当有人进入室内, HC-SR501人体感应模块会监测到有人出现,同时DS18B20温度采集模块将采集到的温度与系统开始设置的阈值做比较,并将采集到的温度数据显示在LCD 16 -02显示屏上。

当室温高于所设置的温度且有人存在的情况下,风扇将会自动吹风;当温度低于所设置的温度时风扇仍保持关闭状态。

该系统采取了三种工作方式,第一种工作方式为按键控制,从左至右按键功能依次为摇摆、红外、定温、定时。

第二种工作方式为红外遥控器控制,在遥控器上按下相应的功能按键,即可控制风扇。

第三种工作方式为手机终端APP控制,通过手机客户端实现风扇的自动启动和停止,旋转方向,改变风扇的转速等。

关键词:STC89C51RC单片机;智能风扇;人体感应;keil Uvision;Intelligent Fan Control System Basedon 51 Single Chip Design and Implementation Abstract:With the gradual rise in temperature, the demand for fans has gradually expanded. However, the traditional fan can not adjust the speed of the fan according to the change of the outside temperature, and can not control the fan switch automatically. In response to this problem, we will develop intelligent control system of the fan.The system is based on the minimum system of the STC89C51RC MCU.The intelligent fan control system is composed of DS18B20 temperature acquisition module, LCD 1602 display, L298N motor drive module, HC-SR501 human body induction module, steering control module and ESP8266 WIFI control module. When the person enters the room, the human body infrared sensor module will detect people, while the DS18B20 temperature acquisition module will collect the temperature and the system begins to set the threshold to compare, and the collected temperature data is displayed on the LCD 1602 display. When the room temperature is higher than the set temperature and someone exists, the fan will automatically blow; when the temperature is lower than the set temperature ,the fan will still turn off . The system takes three kinds of work, the first work for the key control, from left to right button function in order of swing, infrared, fixed temperature and timing. The second mode of operation for the infrared remote control, press the corresponding function button on the remote control, you can control the fan. The third type of work for the mobile terminal APP control, through the mobile client to achieve automatic fan start and stop, rotation direction, change the fan speed and so on.Key words: STC89C51RC Single-Chip; Intelligent Fan; Human Infrared Sensor Module; Keil Uvision ;目录一、论文(设计)正文 (1)1绪论 (1)1.1系统开发的背景 (1)1.2系统开发的目的和意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.3.1国内研究现状 (2)1.3.2国外研究现状 (2)1.4主要研究内容 (3)2系统分析 (4)2.1可行性分析 (4)2.2系统需求分析 (5)2.2.1功能需求分析 (5)2.2.2性能需求分析 (6)2.2.3系统实现方式 (7)3系统硬件设计 (9)3.1系统概述 (9)3.2单片机最小系统电路 (9)3.2.1 STC89C51RC单片机简介 (9)3.2.2 STC89C51RC单片机常用寄存器 (10)3.3 LCD 1602显示屏模块 (11)3.4 DS18B20温度传感器模块 (12)3.4.1 DS18B20温度传感器的特性 (12)3.4.2 DS18B20温度传感器的电路实现 (13)3.5红外遥控模块 (13)3.6 HC-SR501人体感应模块 (14)3.6.1 HC-SR501人体感应模块工作原理 (14)3.6.2 HC-SR501人体感应模块特性 (14)3.6.3 HC-SR501人体感应模块的电路实现 (15)3.7舵机控制模块 (16)3.7.1舵机的特性 (16)3.7.2舵机控制模块工作原理 (17)3.8 ESP8266 WIFI控制模块 (17)3.8.1 ESP8266 WIFI控制模块特性 (18)3.8.2 ESP8266 WIFI控制模块AT指令 (18)3.9系统其它电路 (21)3.9.1复位电路 (21)3.9.2晶振电路 (22)3.9.3开关电路 (22)3.9.4按键电路 (23)3.9.5 DS1302时钟芯片电路 (23)3.9.6 L298N电机驱动电路 (24)4系统软件设计 (25)4.1程序语言及开发环境 (25)4.2主程序 (25)4.3 LCD 1602显示屏控制程序 (26)4.4 DS18B20温度监测控制程序 (27)4.5红外遥控控制程序 (29)4.6 HC-SR501人体感应控制程序 (30)4.7 舵机控制程序 (31)4.8 ESP8266 WIFI控制程序 (32)5系统功能实现与测试 (34)5.1系统显示界面与实物图 (34)5.2LCD 1602显示屏的测试 (34)5.3 DS18B20温度传感器的测试 (35)5.4红外遥控器的测试 (35)5.5 HC-SR501人体感应的测试 (36)5.6舵机控制测试 (37)5.7 ESP8266 WIFI测试 (38)6总结 (39)参考文献 (40)谢辞 (41)二、附录 (42)宝鸡文理学院本科毕业设计开题报告 ............................. 错误!未定义书签。

智能控制技术毕业论文【范本模板】

智能控制技术毕业论文【范本模板】

摘要:本文主要介绍了智能控制技术从经典控制理论、现代控制理论发展到今天的智能控制理论的发展过程和主要方法,并介绍了智能控制在工业发展、机械制造、电力电子学研究领域中的应用.关键字:自动化智能控制应用随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。

一、智能控制的发展过程从经典控制理论、现代控制理论发展到今天的智能控制理论,经历了很长时间.四十年代到五十年代形成了经典控制理论。

经典控制理论中基于传递函数建立起来的如频率特性、根轨迹等图解解析设计方法,对于单输入—单输出系统极为有效,至今仍在广泛地应用。

但传递函数对处于系统内部的变量不便描述,对某些内部变量还不能描述,且忽略了初始条件的影响。

鼓传递函数描述不能包含系统的所有信息。

现代控制理论主要研究具有高性能、高精度的多变量变参数系统的最优控制问题,它对多变量有很强的描述和综合能力,其局限在于必须预先知道被空对象或过程的数学模型.智能控制是在经典和现代控制理论基础上进一步发展和提高的。

智能控制的提出,一方面是实现大规模复杂系统控制的需要;另一方面是现代计算机技术、人工智能和微电子学等学科的高度发展,给智能控制提供了实现的基础。

智能控制提供了一种新的控制方法,基本解决了非线性、大时滞、变结构、无精确数学模型对象的控制问题。

二、智能控制的主要方法通俗地讲,智能控制就是利用有关知识(方法)来控制对象,按一定要求达到预定目的。

智能控制为解决控制领域的难题,摆脱了经典和现代控制理论的困境,开辟了新的途径.智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。

1、模糊控制模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础,以先验知识和专家经验作为控制规则。

智能灯控系统的设计与实现毕业论文

智能灯控系统的设计与实现毕业论文

智能灯控系统的设计与实现毕业论文目录摘要----------------------------------------------------------1 ABSTRACT--------------------------------------------------2 1.引言--------------------------------------------------------51.1课题研究的意义----------------------------------------51.2国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题------------51.3本课题研究的内容和目标----------------------------------7 1.3.1研究内容------------------------------------------7 1.3.2研究目标------------------------------------------71.4本课题拟解决的关键问------------------------------------82.教室灯光控制器简介及控制方案的分析---------------------82.1教室灯光控制器简介--------------------------------------82.2系统控制方案的分析--------------------------------------83.系统控制模块的硬件设计-----------------------------------93.1控制模块的硬件构成--------------------------------------93.2控制系统的主要硬件电路--------------------------- ------9 3.2.1系统主控电路-------------------------------------10 3.2.2在线编程模块电路---------------------------------10 3.2.3系统供电电路-------------------------------------11 3.2.4数据采集电路-------------------------------------123.2.5系统时钟电路-------------------------------------16 3.2.6系统看门狗电路-----------------------------------19 3.2.7继电器驱动接口电路--------------------------- ---21 3.2.8超时报警电路-------------------------------------214控制模块软件设计与开发-----------------------------------224.1系统监控主程序模块-------------------------------------23 4.1.1系统自检初始化-----------------------------------234.1.2定时中断处理-------------------------------------24 4.1.3多任务操作系统的构建-----------------------------244.2数据采集模块-------------------------------------------25 4.2.1人体存在传感器的优缺点---------------------------25 4.2.2数据采集软件设计的实现---------------------------25 4.2.3人体存在传感器的抗干扰措施-----------------------26 4.2.4人体存在传感器的安装要求-------------------------274.3时钟模块-----------------------------------------------274.3.1数据输入输出-------------------------------------27 4.3.2时钟内部寄存器的使用-----------------------------28 4.3.3时钟自检初始化-----------------------------------29 4.3.4时钟程序设计-------------------------------------304.4显示驱动模块-------------------------------------------304.4.1 ULN2803驱动器的应用-----------------------------32 4.4.2显示程序设计-------------------------------------324.5系统键功能---------------------------------------------33 4.5.1键功能处理程序-----------------------------------335系统调试运行及问题分析-----------------------------------345.1单片机系统调试方法及步骤-------------------------------34 5.2出现的主要问题及分析解决-------------------------------356.结论和建议-------------------------------------------------366.1结论---------------------------------------------------366.2建议---------------------------------------------------377.致谢--------------------------------------------------------38 参考文献-----------------------------------------------------39附图A--------------------------------------------------------40附图B -------------------------------------------------------41附录一 ------------------------------------------------------42 附录二-------------------------------------------------------441.引言1.1课题研究的意义随着社*@#¥%……!&会经济和科学技术的发展,人们的生活水平也不断提高,导致用电负荷的增加,又由于世界性的能源危机,能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。

1_5011722_毕业设计(论文)-基于51单片机的智能LED照明控制系统设计1

1_5011722_毕业设计(论文)-基于51单片机的智能LED照明控制系统设计1

基于51单片机的智能LED照明控制系统设计摘要随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高,照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明节能也日显重要。

现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。

这几种开关各有自己的弊端,如声控型不适合环境嘈杂场所、感光型开关在无人期间不能自动关闭。

本设计通过AT89C51单片机结合LED照明技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、处理等技术来实现对照明设备的智能控制。

单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭、通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测,如果亮度不够则单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号,根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制照明设备打开或关闭。

关键词:单片机;传感器;BIS0001;照明控制;节能AbstractWith the development of society people of the quality of life in demand is higher and higher, lighting in the proportion of energy consumption, thus increasing illumination energy conservation also more and more importantly. Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type, touch type, photographic type and so on. This several switch have their own disadvantages, such as sonic type is not suitable for environmental noisy places, photographic switch in one period can't shut automatically. This design combined by A T89C51 LED lighting technology, infrared sensing technology, light sensor technology, the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment. Microcomputer controls lighting equipment open or closed, by the relay ,through the light detection circuit for lighting equipment testing, if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals, according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed.Keywords: microcontroller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving目录摘要 (I)ABSTRACT (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 课题研究的目的与意义 (2)1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命 (2)1.2.2 改善工作环境,提高工作效率 (2)1.2.3 提高管理水平 (3)1.2.4 较好的投资收益效果 (3)2 系统设计方案 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2光照检测方式 (5)2.3 人体感应方式 (5)2.4 延时参数设置电路 (6)2.5 照明设备驱动电路 (6)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统硬件总述 (7)3.2 CPU性能介绍 (7)3.3 主控制机电路设计 (7)3.4 菲涅尔透镜 (8)3.5 热释电传感器及处理电路 (9)3.5.1 热释电红外线传感器 (9)3.5.2 信号处理电路 (10)3.6 光照检测电路 (11)3.7 控制电路 (11)3.7.1 延时时间选择电路 (11)3.7.2 输出控制电路 (12)3.8 时钟电路 (12)4 系统软件设计及实现 (13)4.1 系统软件流程图 (13)4.2 仿真环境介绍 (14)4.2.1 Keil介绍 (14)4.2.2 Proteus介绍 (14)5 系统可靠性技术 (15)5.1干扰产生的后果 (15)5.2 单片机应用系统的硬件抗干扰设计 (16)5.3 软件抗干扰技术 (17)毕业设计总结......................................... 错误!未定义书签。

毕业设计论文-智能温度控制系统

毕业设计论文-智能温度控制系统

成都电子机械高等专科学校 04 级毕业设计
II
目录
成都电子机械高等专科学校 04 级毕业设计
摘 要.......................................................................................................................................... I 第一章 绪 论........................................................................................................................... 1 第二章 设计要求..................................................................................................................... 2
2.1 设计课题工艺过程简介.................................................................................................3 2.2 控制任务指标及要求:.................................................................................................4 第三章 系统设计思想............................................................................................................. 4 第四章 硬件的选择................................................................................................................. 6 4.1 单片机的选择.................................................................................................................6 4.2 温度传感器的选择.........................................................................................................6 4.3 显示器的选择.................................................................................................................7 4.4 键盘的选择.....................................................................................................................7 4.5 温度控制部分.................................................................................................................8 4.6 自动推舟控制部分.........................................................................................................8 4.7 实现方案.........................................................................................................................9 第五章 硬件设计...................................................................................................................10 5.1 单片机基本系统:........................................................................................................10
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学号:基于智能控制系统的设计学院名称:物理与电子工程学院专业名称:年级班别:姓名:指导教师:2015年5月基于智能控制系统的设计摘要智能家居从提出概念到现在出现真正意义上的产品,已经有三十多年历史了.随着科技技术的进步、智能手机和互联网的发展,智能家居的也一步步成熟。

目前市场上的智能家居大多是全面型,从安装到交互使用比较麻烦,成本比较高额。

对于这一现象的改进,本文提出通过智能插座来间接实现控制家庭设备。

本文智能控制系统是通过智能插座实现对家庭电器的间接控制,智能插座以使用简单、可远程控制、可移动为特点,该智能插座是以S3C2440为核心的芯片,芯片外围部件使用USB无线网卡,通过Wi-Fi与智能手机、平板通信,设置CGI网关,安全交互使用,可以达到用户在任何连入互联网的地方启动或关闭家庭设备。

关键词智能插座;Boa服务器;CGI;嵌入式Linux; Wi-Fi通信;Design of Intelligent Control SystemAbstract It has nearly thirty years from Smart Home concept been proposed to a r eal significance of the product. With the development of scientific and technological sma rt phone and the Internet progress, the Smart Home approach mature step by step. Mo st Smart Home either too inconvenient to installation and interactive use or cost too muc h .I proposed the Smart control solution through controlling Smart Outlet .The Smart Ou tlet are easy to use, we can remote control it and mobile use it. The Smart Outlet use S3C2440 as the core chip ,It’s p eripheral component use USB wireless network card th rough Wi-Fi communicating with smart phone and pad, we can safely use it to turn on/ off home equipment in somewhere which Connected to the Internet .Keywords Smart Outlet; Boa Web server; CGI; Embedded Linux ; Wi-Fi communication;目录前言 (1)1绪论 (2)1.1智能家居系统的意义 (2)1.2智能家居的发展现状 (2)2总体设计 (4)2.1智能控制系统的设计要求 (4)2.2关键技术 (4)2.2.1无线通信技术 (4)2.2.2Bootloader移植技术 (5)2.2.3U-Boot的移植 (6)2.2.4Linux系统 (6)2.2.5Web服务器 (7)2.2.6CGI简介 (9)3智能控制系统的软硬件设计 (11)3.1硬件系统总体设计 (11)3.1.1ARM9处理器S3C2440芯片 (11)3.1.2配置GPIO并使用 (11)3.1.3电源电路设计 (12)3.1.4USB无线网卡 (13)3.2控制系统的软件设计 (13)4总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)前言智能家居这个专业名词从第一次被提出智能建筑概念到现在出现真正意义上的产品,已经有三十多年历史了。

在2014年可以看到越来越多的家电企业像海尔、美的和互联网企业像小米加入智能家居的市场中,国外一些企业像三星、LG也进入中国开始加入这个市场。

智能家居就是将建筑电气、自动控制技术、网络通信技术和音视频技术等融入到建筑本身,为用户提供更为快捷、高效、安全的家居体验[1]。

现在人们普遍追求生活的品质,智能家居系统是对现代化高品质生活的追求,该设备对家庭中的生活电器,防范设备,以及环境监控设备的布置与智能化控制整合,它必然包含电视、音响、电脑等家电,以及视频监控,入侵报警设备和环境空气检测设备,以及水电安全检测等设备,用户可以通过一个总控制端在有互联网的地方对家庭设备进行遥控控制。

这些电视机、音响、电脑设备的智能控制为用户家庭生活、娱乐、学习提供方便,享受生活中娱乐与放松;在家庭中安装视频监控,方便用户对家庭各个角度进行查看,保证家庭安全,处理意外事件;入侵报警是针对用户人身安全提出的必要保证;环境空气检测设备,对用生活中的家用煤气、天然气使用,以及生活水电安全保证。

从互联网公司在智能家居布局可以看到,从几个方面入手:路由器、移动控制端和智能家电控制设备。

本文提出的智能控制是从智能家电控制设备入口,即智能插座,从智能插座可以间接控制智能家电,构建智能家居。

1绪论1.1智能家居系统的意义美国联合科技公司在1984年将建筑设备信息化、整合化概念应用到建筑上,出现了第一座的“智能型建筑”。

智能家居概念由此提出了,据现在已经有31年的历史,尤其进入2011年开始,智能家居逐渐进入商业视野,科技的进步、技术的发展、软硬件开发成本的降低,极大的促进了人们对智能化生活的追求。

移动智能设备的普及和4G网络的普及,更加有力的推动了这一产业的飞速发展。

智能家居就是将建筑电气、自动控制技术、网络通信技术和音视频技术等融入到建筑本身,为用户提供更为快捷、高效、安全的家居体验[1]。

智能家居系统是对现代化社会生活品质的追求,对家庭中的生活电器,防范设备,以及环境监控设备的布置与智能化控制整合,它必然包含电视、音响、电脑等家电,以及视频监控,入侵报警设备和环境空气检测设备,以及水电安全检测等设备。

这些电视机、音响、电脑设备的智能控制为用户家庭生活、娱乐、学习提供方便,提高生活水平的追求;在家庭中安装视频监控,方便用户对家庭各个角度进行查看,保证家庭安全,处理意外事件;入侵报警是针对用户人身安全提出的必要保证;环境空气检测设备,对用生活中的家用煤气、天然气使用,以及生活水电安全保证。

当物联网技术的提出,推动了计算机、互联网后的第三次革命,将互联网技术应用在智能家居上面,这是一个里程牌进展,在智能家居中通过传感器将信号传递到互联网,将互联网和智能家居整合,这会使我们的家庭生活更加信息数据化、自动实现化、智能控制化,这是将来智能家居发展的主要研究方向,将会是市场中巨大产业。

1.2智能家居的发展现状智能家居在国外发展比较早,所以到现在已经具有一定规模了,新加坡在1998年5月举办的消费品国际展览会上,向观众展示了“未来之家”,智能化家居系统开始出现在人们视野,并且新加坡在当时已经有数十个装有“智能化家居系统”的小区,韩国Samsung 公司在2003年推出第一款自己的智能化家居系统,2006年,上海交大和日本电报电话公司合作开发出传感器开关接入,这个在未来智能化家居系统中将会得到在实践中全面应用。

智能家居的理念是20世纪九十年代时候引入中国的,在21世纪后逐渐发展起来,这个时间段相比较国外比较短,但到现在为止已经有很多企业进入了智能家居市场行列,国家科委在1994年对“2000年小康型城住宅产业工程项目”立项,标志智能家居已经进入国家层面,相继在北京、上海等城市小区建设中将智能化小区开展试点工程,同时,在近一年里面,智能家居、智能家电等词成为搜索引擎上的热词,在2012年,于扬在易观第五届移动互联网博览会的发言中首次提出“互联网+”这个名词,国家总理李克强在一年一度的政府工作报告中首次提出“互联网+”工作筹划。

相信在国家对物联网发展越来越重视、引导下,智能家具将在中国很快发展起来。

2总体设计2.1智能控制系统的设计要求目前的市场中,智能插座比较新颖,产品智能性、交互性、设计性、实用性等还有提升空间,因此本设计方案主要针对这些问题,提出以下设计理念,首先,在智能性方面,要求区别于以往那种家庭中普通插座,要求用户可以任何时间、在任何地点、自定义模式下的通过平板或者手机电脑等工具控制家庭里面的插座,以达到控制家庭电器的目的。

因此这就要求必须将设备借助互联网中,通过验证的方式实现控制,为了实现家庭使用方便的目的,应该是可移动的,并且是无线类型的。

第三,该设备不需要附加电源,应当在设备内部将家庭用电转换,考虑到现在的手机充电功能,一定要在智能插座中加入一个usb接口,此外一个三孔和两孔插口。

最后,该设备外观设计精美,在硬件设计方面具有可扩展性,在用户使用过程中,在保证使用简单的基础上尽量用户界面美观。

基于以上这四个方面考虑,该智能插座设计方案采用WIFI命令的通信,使用ARM9微处理器控制,web远程登录控制的方法。

2.2关键技术2.2.1无线通信技术由于市场中的无线通信技术设计不统一,下面将本设计方案中的候选技术及平台详细解析。

目前的无线通信技术在智能家居方面得到应用的有Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, RFID 等[2],下表2-1对于每种技术下面是参数对比:通过上面图表可以得知:Bluetooth的安全性好,Wi-Fi的传输距离和传输速度占优势,同时两者在智能手机或者平板上都是标配,这里采用的是Wi-Fi。

原因是WI-FI可以远程登录控制,扩展空间大,并且家庭普及程度高。

Wi-Fi又称为无线高保真技术(Wireless Fidelity),是一种基于IEEE 802.11标准的无线局域网接入技术[3],现在已经广泛应用到手机、平板电脑等通信产品中。

无线高保真技术与其他无线通信技术相比, 无线高保真技术具明显具有几点优点:(1)传输距离是其他技术的几倍,可以通过Internet远程登录控制;(2)传输速度是11-54Mbps,在远程控制方面对速度要求比较高;(3)覆盖范围广,可以一对多控制,可以通过控制一个无线路由器达到控制多个Wi-Fi终端设备。

到现在,Wi-Fi技术逐步走向成熟,从第一次国际制定的基于IEEE 802.11标准第一代Wi-Fi技术,在当时,只能适用于2.4GHZ的频率,而且当时最高的通信速率是1.9Mpbs;然后发展到第二代Wi-Fi技术,它是基于IEEE 802.11b标准,速度上保持不变;第三代Wi-Fi 出现兼容模式,是基于IEEE802.11g/a标准的,可以运行于2.4GHz和5GHz频段,传输速度明显提高,最快可以达到60Mbit/s;第四代Wi-Fi的最快传输速度在理论上已经可以达到600Mbits/s了;现在第五代Wi-Fi是基于IEEE 802.11ac标准,运行在5GHz频段上,在理论上能提供160MHz的带宽和最高867Mbit/s的传输速度[4]。

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