智能家居模型系统设计

本科学生毕业论文

论文题目：智能家居模型系统设计

学院：电子工程学院

年级：2010级

专业：通信工程

*名：***

学号：********

指导教师：**

2014年X月XX日

摘要关键词

Abstract Key words

目录

摘要 ............................................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................................... II

第一章绪论 (1)

1.1课题背景及研究的目的和意义 (1)

1.1.1 课题背景 (1)

1.1.2 研究的目的与意义 (1)

1.2 智能家居的概况及国内外研究现状 (2)

1.2.1 国外智能家居控制系统发展状况 (2)

1.2.2 国内智能家居控制系统发展状况 (3)

1.3本文研究内容 (3)

第二章智能家居模型系统整体设计 (5)

2.1 引言 (5)

2.2 系统总体设计图 (5)

2.3 系统设计方案 (6)

2.4 本章小结 (6)

第三章智能家居模型系统硬件设计 (7)

3.1 引言 (7)

3.2 主控制部分电路 (7)

3.2.1 控制芯片电路 (8)

3.2.2 12864液晶显示模块电路 (9)

3.2.3 SYN6288语音模块电路 (10)

3.2.4 CC1101无线模块 (10)

3.2.5 GSM模块 (11)

3.2.6 蓝牙模块 (12)

3.3 传感器节点部分电路 (12)

3.3.1 传感器节点控制芯片电路 (13)

3.3.2 红外检测传感器电路 (14)

3.3.3 火焰传感器检测电路 (14)

3.3.4 烟雾传感器电路 (15)

3.3.5 电源模块电路 (16)

3.4 本章小结 (16)

第四章智能家居模型系统软件设计 (17)

4.1 引言 (17)

4.2 ICCAVR编译软件 (17)

4.2.1 智能家居模型系统控制部分软件架构 (17)

4.2.2 传感器节点报警信号的采集 (18)

4.2.3 传感器节点定时器的实现 (19)

4.2.4 传感器节点串口通信的实现 (20)

4.3 App Inventor在线编译器 (22)

4.4 Altium Designer硬件板卡设计软件 (23)

4.5 本章小结 (25)

第五章智能家居模型系统功能测试 (26)

5.1 引言 (26)

5.2 系统运行状态测试 (26)

5.3 系统报警功能测试 (27)

5.4 手机软件连接测试 (27)

5.5 系统远程控制功能测试 (29)

5.6 本章小结 (29)

结论 (30)

参考文献 (31)

致谢 (32)

第一章绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.1.1 课题背景

随着科学技术的飞速发展，人们生活水平的不断提高，普通的家庭住房已经远远不能满足人们的生活需求。为了使人们居住的环境更舒适、更方便、更安全，智能家居便应运而生了。嵌入式系统、自动控制和通信技术等已经深入到起千家万户，深刻地改变了人们的生活方式，极大的提高了各行各业的生产效率，为整个社会创造了巨大的财富，然而带给我们普通个人与家庭的好处却少之又少，传统的居住环境并没有因为这个信息时代的到来而产生改变，加之各种各样的家用电器产品日益增多，生活水品虽然有所提高，但随之而来的安全问题和分散控制给人们带来了极大的不便，居民住宅几乎变成了这个信息时代的孤岛。在这样的种种情况下，人们开始越来越关注自己的居住环境，更加注重居住环境的安全性、舒适性，将各种各样的家用电器产品有机的结合为一个整体，并可以通过它远程对家用电器进行智能化控制与管理，实现智能化的新型住所。

智能家居是一个新的生产业，现在正处于婴儿期与成长期的临界点上，整体的市场消费观念并没有形成，但是随着智能家居的进一步普及与推广，培养消费者的使用习惯，它的市场潜力是巨大的，产业前景一片光明。正是由于这个原因，国内许多优秀的企业越来越重视对智能家居行业的研究，一些国内的智能家居品牌诞生了，他们将成为智能家居产业的领头军。

智能家居控制系统作为智能家居的核心，他的功能设计必将推动着整个智能家居市场的发展，整个系统在保证功能同时，提高系统的集成化，简化用户的使用方法，将智能家居更平民化、普及化是未来智能家居的发展趋势。我想智能家居控制系统的最终成果是将家中所有的设备都有效结合在一起，让我们能够真真正正的享受一个温馨舒适的家庭生活。

1.1.2 研究的目的与意义

智能家居模型系统设计的目的在于设计并制作一个集智能家庭安防、家电与灯光自

动控制的模拟系统，控制对象为模拟的家庭环境，可以实现家庭的安防报警、远程布防、远程撤防、家电与灯光的远程控制等，并能够将家中的信息采集并发送出去。为了完成上述研究目标，本设计的具体设计目标为：

（1）家庭安防，实现家庭门或窗闯入检测，并进行声光报警；

（2）家庭室内人员闯入的红外无线检测，进行一定范围区域内的人员出现的检测，并进行声光报警；

（3）家庭的报警信息能够传送至远程控制端，远程控制端能够及时的看到报警信息。

（4）智能家居系统的无线布防与撤防，如家人回到家中，将智能家居系统撤防，离开家的时候，将智能家居系统布防，使系统处于工作状态。

（5）家庭灯光的无线控制，如模拟三种场景：会客模式（亮度明亮）、影院模式（亮度很暗）、睡眠模式（亮度适中）。

（6）家庭家电的远程控制，通过远程控制端对家里的灯光、家用电器等的控制。

1.2 智能家居的概况及国内外研究现状

要想实现对智能家居控制系统的操控，从而达到远程控制智能家居控制系统以及家里的家用电器，需要解决的一个关键性问题是组建和接入家庭网络。从网络连接方面来看，组建家庭网络的工作主要分为两大部分：一方面是在家庭范围内组建各种智能家居的子系统控制网络，另一方面是这个组建的家庭控制网络与玩不互联网等网络能够结合在一起，形成一个智能家居网络一体化的网络平台。最终的目标是是家庭中的各个子系统能够互相连接，通过无线网络语外界环境进行通信。

建立一个低成本的、高效率的智能家居网络控制系统是现如今世界智能家居系统未来发展的一个重要的问题。近年来，国际上许多比较大的公司都提出了许多自己的解决方案，但是在这个领域到目前为止还没有一个成熟的国际性的标注，各个公司都是在研究属于自己品牌标准的智能家居控制系统。

1.2.1 国外智能家居控制系统发展状况

1984年，在美国建立的世界上第一栋智能楼宇——“城市空间建筑”，开启了智能家居控制系统的大门，此后，加拿大、德国、日本、新加坡等经济发展比较发达的国家