智能家居毕业设计说明书文档格式.docx

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Abstract.............................................2

第1章背景4

1.1智能家居的概念4

1.2物联网的出现4

1.3智能家居控制系统功能5

第2章总体设计6

2.1整体介绍6

2.2系统设计方案6

2.3功能设计：

7

2.3.1多源控制7

2.3.2室温控制7

2.3.3灯光控制7

2.3.4光线控制7

2.3.5模式控制8

第3章硬件设计9

3.1最小系统模块9

3.2串口模块9

3.3红外接收模块10

3.4传感器模块10

3.5LCD模块11

3.6键盘模块12

3.7继电器模块12

3.8AD模块13

3.9串口转以太网模块14

第4章软件系统设计16

4.1STC89c52开发工具介绍16

4.1.1keiluVision2新建项目与编辑16

4.1.2keiluVision2编译与调试运行18

4.1.3程序烧写19

4.2单片机总控制流程图20

4.3键盘与红外遥控键位功能21

4.4Web软件开发工具简要介绍21

4.4.1Eclipse21

4.4.2tomcat22

4.5Web端网页界面设计22

第5章环境实例搭建25

5.1实例环境选择25

5.2实例环境布置25

5.2.1所控电器25

5.2.2布线25

5.2.3控制模式26

5.2.4远程控制27

第6章总结28

辞.................................................................................................................................29

参考文献30

附录：

单片机控制程序31

第1章背景

1.1智能家居的概念

智能家居（SmartHome）是以家为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。

家居智能化技术起源于美国，最具代表性的是X-10技术，通过X-10通信协议，网络系统中的各个设备便可实现资源的共享。

因其布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。

至今，X-10技术产品的销售已超过两亿个，仅在美国一个国家，便有超过600万个家庭在使用。

自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑，相反，成了帮助主人尽量利用时间的工具，使家庭更为舒适、安全、高效和节能。

智能家居是现代社会最热门的话题之一，它的目标是通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的设定工作运行，而不论距离的远近。

智能化与远程控制是智能家居的两大特点。

目前，已经有越来越多的机构和个人开始了对智能家居的研究

随着网络技术的发展，特别是无线网络的发展，网络化智能家居系统可提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室外遥控、窗帘自控、防盗报警、远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段，使生活更加舒适、便利和安全。

1.2物联网的出现

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”。

在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。

其实质是利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。

物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。

过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。

而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球。

故也有业人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分。

物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。

在这个物物相联的世界中，物品能彼此“交流”，无需人的干预。

可以说，这是一个智能化的世界。

智能家居是物联网最生活化的应用之一：

窗帘可以自动感知光线而关闭;

空调更“听话”了，天热它会把温度调低，太潮就会自动抽湿灯也知道节能了，房间里没人会自动灭掉。

如此等等，不一而足。

物联网的应用竟已经很广泛，遍及智能交通、环境保护、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测等领域。

物联网繁多的应用，造就了一个庞大的产业链，从互联网、电脑、手机、天线等IT通讯领域，到智能卡、芯片、传感器、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机等制造领域，环环相扣，商机巨大。

美国独立市场研究机构FORESTER预测，到2020年全球“物物互联”业务（即物联网业务），与“人与人通信”业务（即互联网业务）之比将达到30∶1。

专家预计，中国物联网整体产业在2015年将超过一万亿元规模，2050年传感器在生活中将无处不在。

可以想见，物联网发展到一定阶段，家中的电器可以和外网连接起来，通过传感器传达电器的信号。

厂家在厂里就可以知道你家中电器的使用情况，也许在我们之前就知道家中电器的故障。

某一天突然有维修工上门告诉家中空调有问题，我们还惊异地不相信。

1.3智能家居控制系统功能

智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防二个方面。

其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地（通过或Internet）的监视、控制及数据采集。

（1）家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。

（2）热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。

（3）空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。

（4）照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。

（5）窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。

第2章总体设计

2.1整体介绍

本次设计以采用STC89C52芯片为控制核心，红外、温度、光敏等传感器为环境信息采集源，以Web控制为辅助，来制作一个智能家居控制系统。

在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控器与Web网页远程控制,来控制家用电器（如日光灯、空调、门禁等），实现了远距离，多角度对家用电器进行开关控制。

此外在本次设计中，采用多种传感器相结合，并由智能MCU根据所设置的情景模式来对家用电器进行自动化控制，如自动给开空调降温，自动开启室照明，自动调节卧室光线等。

2.2系统设计方案

根据设计需要，系统包括了核心控制模块、Web服务器设备，WebHTML模块、红外遥控模块、LCD显示模块、传感器模块、继电器模块、按键模块、子门禁报警模块，等等。

系统的整体框图如图1所示。

2.3功能设计：

2.3.1多源控制

为了适应人们高质量、便捷的生活需求，本系统采用多源控制，即红外遥控控制、按键控制、Web网页远程控制，系统自动控制，这四种控制相结合。

其中Web网页远程控制，是指在离开家以后，通过互联网登录运行在特定服务器上的，然后去查看、管理当前家中的电器，只需点击网页上相应的按钮，就可以轻松的打开、关闭、查询家中的电器设备，已达到远程控制的功能。

系统自动控制是指系统的核心控制部分可以根据外部传感器所采集到的环境信息（如温度、光线强度、湿度等）与用户预设的可以使人较为舒适的值作比较，然后根据比较结果对相应的电器进行调节控制，以保持这个舒适的值，为用户提供一个良好的生活环境。

2.3.2室温控制

通过温度传感器（如图2）采集当前的温度信息，送到核心控制设备中，由其MCU进行分析，通过与预设值的对比，决定控温设备的开关，使室温保持在一个恒定的围。

同时为了方便控制，MCU会将采集到的温度值发送到LCD1602液晶屏上显示出来。

2.3.3灯光控制

通过光敏传感器（如图3所示）去采集当前光线的值，通过与预设白天夜晚的值相比，让核心控制设备中的MCU知道当前的环境状态，从而决定是开灯还是关灯，是开窗帘还是关窗帘等。

2.3.4光线控制

光线的调控方法有很多。

常见的有可变电阻调光、调压器调光法、脉冲占空比调光法、脉冲调频调光法、调节高频逆变器供电电压调光法等。

其中相对LED调光应用较为多的是脉冲脉冲占空比调光，其优点有，不会产生任何色谱偏移、可以有极高的调光精确度、可以和数字控制技术相结合来进行控制、即使在很大围调光