物联网论文.docx

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基于物联网的智能家居系统设计

摘 要

物联网作为朝阳的产业，被列为国家五大新兴战略性产业之一。

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成形成智能家居系统的居住环境。

物联网智能家居通过家居智能管理系统的设备来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。

本文结合了物联网和智能家居的相关技术，将传感器、控制器等设备通过无线技术连接和采集数据信息的处理，实现了使用传感器采集室内温度，光线等数据，在嵌入式终端中进行信息的读取和处理，做出相应的操作。

整个过程涉及到基于ZigBee的无线传感网络和GPRS手机通信模块的应用。

该设计分为以下几个部分：

一、首先分析课题来源与市场需求，然后对整个系统进行了概述；二、对该系统的框架进行介绍；三、对整个系统的软硬件设计进行详细的介绍。

本论文设计是基于物联网和智能家居相结合的背景下，实现了对家居环境中的光线，温度，烟雾等因素的实时监测，并通过GPRS通信模块和管理系统作出相应的控制，以提升家居环境的安全性、舒适性、便利性。

关键词：

物联网，智能家居，无线传感网络，GPRS

基于物联网的智能家居系统设计

ThesmarthomesystemdesignbasedontheInternetofThings

Abstract

Thingsasasunriseindustry,islistedasoneofthecountryfiveemergingstrategicindustries.TheInternetofThingsthroughradiofrequencyidentification,infraredsensors,globalpositioningsystems,laserscannersandothersensingdevices,accordingtotheagreedprotocol,anyitemsconnectedtotheInternettogether,exchangeofinformationandcommunicationinordertoachieveintelligentidentification,positioning,tracking,monitoringandmanagementofanetwork.SmartHomeisaresidentialplatform,integratedwiringtechnologyandnetworkcommunicationtechnology,securitytechnology,automaticcontroltechnology,audioandvideotechnologywillbethehomelifeoftheequipmentintegratedformationofthelivingenvironmentofthesmarthomesystem.

InternetofThingssmarthomesmarthomemanagementsystemequipmenthomesecurity,comfort,informationexchangeandcommunicationscapabilities.ThisarticlecombinestheInternetofThingsandsmarthometechnology,sensors,controllersandotherdevicesthroughwirelesstechnologytoconnectandcollectdataprocessingdatausingthesensortocollecttheindoortemperature,light,etc.,intheembeddedterminalreadandmaketheappropriateaction.ThewholeprocessinvolvestheapplicationofZigBee-basedwirelesssensornetworksandGPRSmobilecommunicationmodule.Thedesignisdividedintothefollowingsections:

afirstanalysisofthesubjectsourceandmarketdemand,andthenprovidesanoverviewoftheentiresystem;theframeworkofthesystemaredescribed;describedindetail,theentiresystemofhardwareandsoftwaredesign.

ThisthesisisbasedontheInternetofThingsandthesmarthomeisacombinationofbackground,factorssuchaslight,temperature,smokeinthehomeenvironmentofreal-timemonitoringandcontrolviaGPRScommunicationmoduleandamanagementsystemtomaketheappropriate,toenhancethehomeenvironmentalsafety,comfortandconvenience.

Keywords:

InternetofThings,SmartHome,WirelessSensorNetworks,TheGPRS

平顶山学院本科毕业设计

目录

1绪论 1

1.1物联网智能家居系统概述 1

1.1.1物联网智能家居系统开发背景 1

1.1.2物联网智能家居系统意义 2

1.1.3物联网智能家居系统现状 2

1.2论文的结构 3

2系统开发工具 4

2.1ZigBee技术 4

2.1.1ZgBee特点 5

2.1.2ZigBee技术的优势 6

2.2无线传感器网络 7

2.3GPRS通信模块 7

3需求分析 9

3.1实际业务工作流程 9

3.2设计目标 10

3.3设计特点 10

3.4设计原则 11

3.5功能需求 11

4系统设计 13

4.1传感器节点WSN网络模块设计 13

4.2嵌入式服务器终端模块设计 15

4.3GPRS通信模块设计 20

5结束语 25

附 录 26

参考文献 29

致 谢 30

基于物联网的智能家居系统的设计

1绪论

随着人们生活水平的提高和科技的发展，家居智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。

家居智能化是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。

它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。

1.1物联网智能家居系统概述

这个章节主要分三个部分介绍：

物联网智能家居系统的开发背景，开发意义和应用现状。

1.1.1物联网智能家居系统开发背景

2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的理念；2009年8月，温家宝在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时，提出了“感知中国”。

物联网被预言为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，一时间很多人预见到了一场新的技术革命。

现代社会努力创造着舒适的环境，空调的出现让人们得到了舒畅的体验。

在使用空调时，人们出现了两种心态，有的人怕浪费电，在家里没人的时候把空调关掉，可是回到家时却不得不面对冷冰冰或热烘烘的情况；也有的人为了舒适一直开着空调，长时间地让空调运转既费电又影响使用寿命。

进入新世纪，我国人民的物质文化生活水平不断提高，移动通信的飞速发展给人们的生活注入新鲜血液，丰富了人们的生活。

众所周知，越来越多的人拥有自己的手机，而我国移动网络的铺建将使我们更好地在移动网络的世界里遨游，如果能够通过手机来远程控制家里的空调，让人们在到家之前把家里的空调打开，当我们迈进家门时，舒适的温度会使我们的心情更加愉悦[1]。

在互联网已经普及的今天，互联网已经联系起了每一个人，随着各种消费电子的智能化，还有无线传感器的迅速发展，人们想到了是否可以用网络将每一个物体都联系起来，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

这样就形成了一种新的网络，被称为物联网。

物联网的核心仍然是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。

而从20世纪80年代开始，随着大

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平顶山学院本科毕业设计

量采用电子技术的家用电器面世，直到现在，经过了30年的发展，家用电器已经普及，而且具有了很高的智能化。

这时人们便开始追寻一种更加智能的家庭管理方式，

希望实现安保，防灾，家电一体化控制，这就是智能家居的原型。

对于物联网的出现，大大加快了智能家居的发展。

在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网将是家居行业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。

一旦物联网大规模普及，无数的物品需要加装更加小巧智能的传感器，用于家居设备的传感器与电子标签及配套的接口装置数量将大大超过目前的手机数量，物联网是下一个超过万亿的行业。

1.1.2物联网智能家居系统意义

社会经济的发展，信息化程度的不断提高，人们生活节秦的不断加快，使人们对居家环境智能化的程度也提出了更高的要求。

当人们离开自已的居住环境时，如何获取家中的环境信息，已成为一种现实需求，基于Internet与GSM网成为可选择的发展方向。

利用互联网传输信息具有信息量大、直观等优势，但目前实现成本相对较高，阻碍其进入普通家庭。

近年来，短消息业务（SMS）作为GSM 的一种增值服务，随着GSM网络覆盖范围的不断扩大，得到了迅速发展，它具有传输速度快，费用低，不占用语音通信通道等优点,本系统重在研究基于SMS短信业务，一种操作方便、经济、实用、可扩展性好的智能家居控制系统[2]。

物联网智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体，将各种家庭设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等）通过智能家庭网络联网实现自动化，通过宽带和无线网络，可以实现对家庭设备的远程操控。

与普通家居相比，智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间，实现更智能的家庭安防系统;还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。

物联网中的无线传感器应用对家庭的智能防灾，灯光控制，以