基于arm的嵌入式智能家居远程监控系统设计_毕业设计.doc
《基于arm的嵌入式智能家居远程监控系统设计_毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于arm的嵌入式智能家居远程监控系统设计_毕业设计.doc（67页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
本科毕业设计（论文）
基于ARM的嵌入式智能家居远程监控系统设计
唐传璋
燕山大学
2013年6月
本科毕业设计（论文）
基于ARM的嵌入式智能家居远程监控系统设计
学院（系）：
电气工程学院
专业：
工业自动化
学生姓名：
唐传璋
学号：
090103010055
指导教师：
李建雄
答辩日期：
2013-6-22
燕山大学毕业设计（论文）任务书
学院：
电气工程学院系级教学单位：
自动化系
学号
090103010055
学生
姓名
唐传璋
专业
班级
09级工自1班
题
目
题目名称
基于ARM的嵌入式智能家居远程监控系统设计
题目性质
1.理工类：
工程设计（Ö）；工程技术实验研究型（）；
理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）。
2.文管类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）。
题目类型
1.毕业设计（Ö）2.论文（）
题目来源
科研课题（）生产实际（）自选题目（Ö）
主
要
内
容
1查询ARM嵌入式系统的相关技术资料，阅读消化理解工作原理。
2熟悉智能家居监控系统的监控对象和具体要求。
3设计硬件控制系统和软件控制程序。
4给出全部设计参数和图纸。
基
本
要
求
1、完成毕业设计说明书一份（格式与毕业设计撰写要求相符），字数在2.4万字以上，要求有不超过300字的中、英文摘要；
2、查阅文献15篇以上，翻译与课题有关的外文资料不少于5千汉字；
3、绘制A1图纸一张以上.图形及文字符号符合国家现行标准；
4、翻译与研究内容相关的外文资料一份
参
考
资
料
1．ARM嵌入式系统开发与编程
2．ARM嵌入式系统设计原理与开发实例
3．智能家居系统与技术
4.期刊学术论文
周次
1—4周
5—8周
9—11周
12—15周
16—17周
应
完
成
的
内
容
查询ARM嵌入式系统和智能家居监控系统的相关技术资料。
了解ARM嵌入式系统工作原理，设计硬件控制系统。
设计控制程序
撰写论文
绘制图纸、
准备答辩
指导教师：
李建雄
职称：
讲师2012年12月7日
系级教学单位审批：
年月日
摘要
摘要
科技改变生活，科技为人类带来了更舒适更方便的解决方案，智能家居是现代化科技的体现，智能家居也正是在应人们需求下而产生的。
本设计的内容是设计一个基于ARM的智能家居远程监控系统。
整个硬件控制系统有以下模块：
控制主机STM32F103VET6、无线短信收发模块GPRS（远程监控的主要模块）、用于显示的LCD1602液晶显示屏（显示测量出来的温湿度值）、测量外部环境温湿度的温湿度传感器DHT11，异步电机28BYJ-48（模拟控制窗帘收放用到的控制器）、蜂鸣器（报警用）、LED灯（模拟室内各种灯）、继电器（模拟室内各种电器的控制开关）。
温湿度传感器测量出来的温湿度数值通过LCD1602来显示，当超过设定的阈值将通过GPRS模块发送警报短信到指定的手机上，同时也可以由手机发送特定短信到GPRS上控制LED灯的亮灭、控制28BJY-48步进电机的正反转、读取当前室内的温湿度并发送回手机上，实现远程监控的。
关键词 智能家居；远程监控；GPRS；ARM
I
Abstract
Abstract
Technologyhaschangedlife,scienceandtechnologyhasbroughttomankindmorecomfortableandmoreconvenientsolution,smarthomeisamanifestationofmoderntechnology,smarthomeisalsoindemandshouldbegeneratedbypeople.
ThecontentofthisthesisistodesignaremotemonitoringsystemofsmarthomebasedonARM.Theentirehardwarecontrolsystemhasthefollowingmodules:
thehostcontrollerSTM32F103VET6,wirelessSMStransceivermoduleGPRS（themainmoduleoftheremotemonitoring）,LCDdisplay（todisplaythetemperatureandhumiditymeasuredvalues）,temperatureandhumiditysensor,DHT11,beusedtomeasuretheexternalenvironmenttemperatureandhumidity,asynchronousmotor28BYJ-48（analogcontrollercurtainused）,abuzzer（alarm）,LEDlight（simulatedindoorlamps）,arelay（controlswitchsimulationofindooreachkindofelectricappliance）.
ThetemperatureandhumidityvaluemeasuredbythetemperatureandhumiditysensoranddisplayedbyLCD1602,whenmorethanasetthresholdanalarmSMSwillbesentbyGPRSmoduletothedesignatedmobilephone,butalsocanbecausedbythemobilephonetosendaspecificmessagetotheGPRStocontrolLEDlight,28BJY-48steppermotorreversible,readthecurrentindoortemperatureandhumidityandsentbacktothemobilephone.
Keywords smarthome;remotemonitoring;GPRS;ARM
3
目录
目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1课题背景 1
1.2国外的发展动态 1
1.3国内的发展动态 2
1.4本文各章主要安排 2
第2章各个硬件模块的说明 3
2.1主控模块 3
2.1.1STM32的系统架构 3
2.1.2STM32F103VET6的内部资源 4
2.2短信收发模块GPRS 7
2.3温湿度测量模块 8
2.3.1DHT11的引脚说明 8
2.3.2DHT11的工作原理 9
2.4温湿度液晶显示模块LCD1602 11
2.4.1LCD1602的管脚说明 12
2.4.2LCD1602的特性 12
2.4.3LCD1602的基本指令 12
2.5收放窗帘模块步进电机28BJY-48 14
2.5.1步进电机的工作原理 14
2.5.2步进电机的引脚接线 14
2.6本章小结 15
第3章硬件系统的设计 16
3.1直流稳压电源的设计 16
3.2STM32最小系统的设计 17
3.2.1电源的供电方案 17
3.2.2晶振电路 17
3.2.3复位电路 18
3.2.4串口驱动电路 18
3.3步进电机、继电器驱动电路设计 19
3.4本章小结 20
第4章软件程序的设计 21
4.1主函数及TIM2中断服务函数设计 21
4.1.1主函数及TIM2中断服务函数程序代码 21
4.1.2主函数及TIM2中断服务函数程序流程图 23
4.2GPRS来信中断处理函数设计 24
4.2.1GPRS来信中断处理函数程序代码 24
4.2.2GPRS来信中断处理流程图 26
4.3GPRS的AT指令 27
4.3.1本设计中用到的AT指令 27
4.3.2PDU编码 27
4.3.3AT指令的使用程序设计 29
4.4本章小结 31
结论 32
参考文献 33
致谢 35
附录一整个硬件系统电路图 36
附录二开题报告说明 37
附录三文献综述 38
附录四中期报告 39
附录五外文文献及其翻译 40
附录六完整的程序代码 41
III
第1章绪论
第1章绪论
1.1课题背景
随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分——智能家居控制系统也越发显得重要。
智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗[1]。
而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。
家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。
在科学技术日新月异的今天，智能家居产品也在不断发展寻求突破，用智能的方式缓和、解决社会矛盾，这是本课题的目的及意义所在。
1.2国外的发展动态
1984年，世界上第一座智能建筑在美国的康涅迪格州建成，这座意义不一般的智能建筑是对一座旧式大楼在一定程度上的改造而完成的。
它只是采用计算机系统对大楼的照明、空调、电梯等设备进行监控，并提供情报资料、语音通信、电子邮件等方面的信息服务。
2000年，新加坡大约有5000户家庭采用了这种家庭智能家居化系统，而与此同时，美国采用这种智能家居化系统的用户已高达4万户。
目前，在国外的家庭智能化系统技术己经越来越成熟，预计今后，越来越多的新房将会安装具有一定的“智能家居化”功能的系统。
于此同时，由于科学技术的发展日益标准化，这些新型智能家居系统将会比世界首富比尔.盖茨耗资六千万美元的高端智能家居别墅便宜得多。
在家居智能化系统研发方面，美国及一些西方国家一直处于领先地位。
近年来，以摩托罗拉公司及美国微软公司等为首的一些国外知名企业，先后加入到智能家居系统的研发中。
比如:
摩托罗拉公司开发出来的“居所之门”、微软公司开发出来的“梦幻之家
升级会员 