论文基于STM32的智能家居远程控制系统.docx
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论文基于STM32的智能家居远程控制系统
论文-基于STM32的智能家居远程控制系统
海黄和紫檀哪个更有价值
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北京十里河古玩市场，美不胜收的各类手串让记者美不胜收。
“黄花梨和紫檀是数一数二的好料，市场认可度又高，所以我们这里专注做这两种木料的手
串。
”端木轩的尚女士向记者引见说。
海黄紫檀领风骚
手串是源于串珠与手镯的串饰品，今天曾经演化为集装饰、把玩、鉴赏于一体的特征珍藏品。
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“目前珍藏、把玩木质手串的人越来越多，特别是海黄和印度小叶檀最受藏家追捧，有人把黄花梨材质的手串叫做腕中黄金。
”纵观海南黄花梨近十年的价钱行情，不难置信尚女士所言非虚。
一位从事黄花梨买卖多年的店主夏先生通知记者，在他的记忆中，2000年左右黄花梨上等老料的价钱仅为60元/公斤，2002年大量收购时，价
格也仅为2万元/吨左右，而往常，普通价钱坚持在7000-8000元/公斤，好点的1公斤料就能过万。
“你看这10年间海南黄花梨价钱涨了百余倍，都说
水涨船高，这海黄手串的价钱自然也是一路飙升。
”
“这串最低卖8000元，能够说是我们这里海黄、小叶檀里的一级品了，普通这种带鬼脸的海黄就是这个价位。
”檀梨总汇的李女士说着取出手串
让记者感受一下，托盘里一串直径2.5m
m的海南黄花梨手串熠熠生辉，亦真亦幻的自然纹路令人入迷。
当问到这里最贵的海黄手串的价钱时，李女士和记者打起了“太极”，几经追问才通知记者，“有
10万左右的，普通不拿出来”。
同海南黄花梨并排摆放的是印度小叶檀手串，价位从一串三四百元到几千元不等。
李女士引见说，目前市场上印度小叶檀原料售价在1700元/公斤左
右，带金星的老料售价更高，固然印度小叶檀手串的整体售价不如海黄手串高，但近年来有的也翻了数十倍，随着老料越来越少，未来印度小叶檀的升值空间很大。
“和海黄手串比起来，印度小叶檀的价钱相对低一些，普通买家能消费得起。
”正说着店里迎来一位老顾客，这位顾客通知记者，受经济条件所限，他是先从1000元以内的小叶檀手串玩起，再一步一步升级的。
“我这算是以藏养藏吧，往常手里面也有上万元的了。
”
记者走访发现，无论是出于珍藏赏玩还是以投资为目的，海南黄花梨和印度小叶檀手串以其品相精巧与投资前景可期成为珍藏市场宠儿，同领风骚。
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料少品优身价高
一条木质手串价位低的一二百元，高的可达上万元，百余倍的差价主要体往常手串的材质、品相上，珍稀老料、品相好的价钱较高，升值空间也比较大。
“2008以后，海黄里的好料就曾经很难找了，当地老百姓的老房子、老家具之类的都曾经收得差不多了，海黄真是木材里的大熊猫。
”店主夏先生说。
海南黄花梨是我国海南特类稀有宝贵树种，由于前期掠取性开发，海南黄花梨曾经呈现干涸态势；而小叶紫檀价钱逐年上涨，一棵小叶紫檀的树至少要
500年以上才可成材，原料的生长速度远远跟不上销售的速度。
“提起紫檀木料，业内常说十檀九空，老料太少了，要是还带金星就太宝贵了，用这样的根
料、边角料做的手串是十分有价值的。
”
往常手串的珍藏把玩曾经进入了按品相论价的时期，同样规格的手串因种类、品相不同价钱会相差数倍，其中海黄鬼脸和老料金星小叶檀通常被以为是目前市场上身价最高的木质手串。
“海黄鬼脸是生长过程中的结疤所致，它的结疤跟普通树种不同，纹理外形多样，生动多变，可呈现美丽的图案，特别是用带颗颗鬼脸的一块料做成的海
黄手串，备受玩家喜欢，价钱也就高。
”夏先生还通知记者，小叶紫檀里老料带金星要比不带金星的价钱贵出数十倍“不是一切的小叶紫檀树干都能产生金星，只需
特殊土壤环境下才干构成，而且从老料中开出的金星最为少见。
”正因如此，老料金星小叶紫檀在市场上也是千金难求。
除了自身体质和原本品相，经过长时间把玩构成包浆后也会令手串身价倍增，这就是圈内人常挂在嘴边的“盘”。
木质手串中的紫檀、黄花梨、老山檀等
宝贵木材内部都具有油性，经过长时间正确把玩，串珠自身油脂慢慢外泄，和空气接触后慢慢氧化，相互融通，逐步构成具有琥珀质感的表面皮壳。
“从目前来看，像鬼脸海黄和老料金星小叶檀你买了摆在那里也能增值，但盘出来的手串增值更明显。
”夏先生说，一位老顾客两年前花6万元从他店里买了一串海黄油梨手串，盘好之后他打算出价10万元回收，对方说几钱都不卖。
常言道：
乱世黄金，盛世珍藏。
随着人们生活消费水平不时进步，开端从事手串把玩、珍藏的人越来越多，而材质、品相等的选择都充溢学问，非一日之功。
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细辨真伪慎投资
自古以来物以稀为贵，宝贵老料越少价值自然越高，而鱼龙混杂、以次充好的市场现状正提示着文玩新手和投资者认真辨别，谨慎买卖。
夏先生引见说，海南黄花梨和越南黄花梨、小叶紫檀和大叶紫檀在价钱上有很大差距，把越黄当海黄、大叶紫檀当小叶紫檀来珍藏其价值就会大打折扣，这就需求藏家控制相关学问，仔细分辨。
海南黄花梨普通比越南黄花梨贵三倍，市场上有很多商家用越黄充任海黄卖，这就需求买家认真辨别。
普通来讲，海黄颜色相对深一些，纹路明晰流利，
如行云流水，闻起来是幽幽的降香；而越黄颜色要浅一些，纹路也略粗，闻起来香味里面带点酸。
假如在选择手串时难辨海黄还是越黄，花纹漂亮是首选。
目前市场上带金星的印度小叶檀很受欢送，但业内人士提示，要当心金星是用铜粉加胶伪造的，而分辨金星真伪相对艰难一些，在置办时较为可行的操作是认真察看珠子内侧金星状况。
业内人士表示，辨别手串木质真伪的最好办法就是多看、多闻、多上手，没有一定的阅历积聚，想要经过有限的差别去精确辨别它们似乎很难。
关于初入
门的新手而言，要摆正心态，碰到入眼的手串要冷静一下，心态平和一些，不要有捡漏以至占低价的心态。
在不被夸大广告、侥幸心理左右，多接触真品海黄和小叶
檀手串的同时，量入为出，不盲目置办是谨慎投资的明智选择。
此外，投资的谨慎还体往常“盘出来的好东西”。
像文玩核桃、木质手串这一类藏品都是需求经过把玩者用心盘玩，构成包浆后，充溢灵气光泽的手串就会随之增值。
盘手串要细致、有耐烦，经过用柔软的棉布盘搓、在阴凉处自然放置、让珠子自然单调等过程，不能直接用手盘，特别留意不要在任何时分接触较大的水分。
“前段时间有顾客买了一串十分好的小叶檀手串，直接手盘，没几天珠子就发乌了，原本很有珍藏价值的，可惜了。
”一手串卖家难掩可惜地通知记者。
海黄和紫檀的珍藏价值为业界看好，未来市场前景悲观。
但业界专家表示，投资有风险，特别是对刚入门的新手，谨慎而行许是无害的。
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福州大学
本科生毕业设计（论文）
题目：
基于STM32的智能家居远程控制系统
姓名：
学号：
系别：
电气工程系
专业：
电气工程及其自动化
年级：
2012级
指导教师：
2016年4月28日
独创性声明
本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。
文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。
特此声明。
论文作者签名：
日期：
关于论文使用授权的说明
本人完全了解福州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：
学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。
保密的论文在解密后应遵守此规定。
论文作者签名：
指导教师签名：
日期：
基于STM32的智能家居远程控制系统
摘要
随着经济、社会以及相关技术的发展，特别是近年来在物联网建设的带动下，智能家居的概念越来越受到人们的关注，人们对家居智能化的需求也越来越大。
因此如果能设计一套成本低，控制简单，并且可以在最大程度上为用户提供高效、舒适、节能的居住和工作环境的智能家居系统是非常有前景的。
本课题在分析智能家居的研究现状、发展趋势、研究意义的基础上提出了基于STM32的智能家居远程控制系统的设计方案。
该系统以STM32F103ZET6为系统的主控芯片，配合许多的外设模块。
比如：
GSM模块、指纹识别模块、TFT液晶屏、语音识别模块等器件。
软件程序方面，实现对串口通讯、GSM无线网络通信、TFT液晶屏等模块的程序编写。
在本设计中，用手机远程的向GSM模块发送短信，并识别短信的内容，根据其短信内容实现对实现家庭电器、窗帘、照明的本地或远程控制；利用语音识别模块控制家居环境中灯光部分的开、关以及亮度的调整；利用指纹识别来实现家居系统中门禁功能来保证用户安全。
本系统功能实用、操作简单、价格低廉、易于安装，可以为人们提供更便捷，更高效，更环保的生活环境。
关键词：
智能家居，STM32，GSM无线通信，语音识别，指纹识别
IntelligentHomeRemoteControlSystemBasedonSTM32
Abstract
Withtheeconomic,socialandrelatedtechnologydevelopment,especiallyinrecentyearsinthenetworkconstructioninthedrive,smarthomeismoreandmorebypeople'sattention,peopleareincreasinglyhighdemandofintelligenthome,thefuturesmarthomeindustryexisthugepotentialmarket,sothedesignofalowcost,simplecontrolandcaninmaximumextenttoprovideuserswithanefficient,comfortable,energy-efficientlivingandworkingenvironmentforthesmarthomesystemisverypromising.
Theanalysisofthesmarthomeresearchpresentsituation,developmenttrendandresearchsignificance,putsforwardthedesignofthesmarthomeremotecontrolsystembasedonSTM32scheme.TheSTM32F103ZET6asmaincontrolchipofthesystem,andcooperatewithmanyperipheralsmodule.Suchas:
GSMmodule,fingerprintidentificationmodule,TFTLCDscreen,speechrecognitionmoduledevice.Softwareprogramfortheunderlyingdriverdesignusingofficialfirmwarelibrary,realizetheserialcommunication,TFTLCDscreen,GSMwirelesscommunicationdriverfortheprogrammingofthesystem.
Inthisdesign,withremotemobilephonetoGSMmoduletosendtextmessages,andtoidentifythemessagecontent,accordingtorealizethemessagecontentforhouseholdelectricalappliances,curtains,localorremotecontroloflighting;usingthespeechrecognitionmoduletocontrolthelightpartofthehomeenvironmentofopeningandclosingandbrightnessadjustment;thefingerprintrecognitiontoachievehomesystemaccesscontrolfunctiontoensurethesafetyofusers.
Thissystemisfunctionalandpractical,simpleoperation,lowprice,easytoinstall,canprovidepeoplewithmoreconvenient,moreefficientandmoreenvironmentallyfriendlylivingenvironment.
KeyWords:
SmartHome,STM32,GSMWirelessCommunication,SpeechRecognition,FingerprintRecognition
第1章绪论
1.1智能家居的研究背景
关于智能家居这种概念的起源，要追溯到很久之前，但是在提出这个概念之后很长的时间内都一直未有具体的建筑案例出现，一直到1984年美国一家公司的相关项目的出现，才将建筑设备信息化、整合化概念应用于其项目上，这才出现了世界上首栋的“智能型建筑”[1]。
从此智能家居这个理念就如雨后春笋般地遍布各处，开始被人们接触，熟知。
计算机的普及以及技术的快速发展，顺应着信息时代的浪潮，智能家居这个概念正在不断地向日常的家用电器领域延伸。
从科学技术层面来看，智能家居的出现与发展依靠着的是当今社会在计算机领域、电子科学技术领域以及AI技术的发展。
不管是计算机软件技术，还是嵌入式硬件技术，在这多元化的技术发展时代，技术间的相互融合是必然的趋势。
正是因为各项技术的相互整合，使得传统的家用电器能够在融合技术的包装下满足人们日益丰富的生活需求。
人们在享受了信息时代所带来的便利时候，便更加追求更智能化的生活方式。
于是，将单个的智能设备通过网络相互联系，打造出易控制的贴近人们生活的智能家居系统。
2007年7月1日我国也正式发布了《智能建筑设计标准》，并提出了相应的口号。
智能家居这个话题虽然引起了民众们的兴趣，但它却与普通民众家庭却还很遥远，因为现在的智能家居还普遍存在着许多问题，比如结构的复杂性、通信范围有限性、安装调试的困难性、价格昂贵等缺点。
如何解决这些问题已成为普通百姓和广大科研开发人员关注的焦点。
1.2智能家居的研究意义
科学技术的发展带来了智能家居的出现。
在智能家居的推动下，人们的生活质量和生活环境将可以得到提高和改善。
智能家居控制系统主要是提供对家居设备的智能控制方案，以提供高效便捷环保的生活环境。
智能家居系统没有复杂的技术，没有繁杂的设备接线，有的只是以用户体验为首要指标的，简简单单的UI界面，更为人性化的操作手法和通俗易懂的维护检修方式。
在当今社会提倡的节能减排，推崇环保的潮流下，智能家居系统的研制不但可以提供更优质的空气、更安全的饮用水和更节能用电的生活方式。
而且在生活方面上，已经广泛的是无线传感网络技术和智能的门禁系统，都能更有效的便捷了人们生活，保护了住户的生命财产安全。
所以说智能家居系统的研制对我们拥有更好的生活环境是据有重大的推动作用和意义的。
1.3智能家居的国内外研究现状
1.3.1国内发展状况
鉴于智能家居的发展前景，目前在国内已有许许多多的来自不同行业的公司都纷纷涉足到其中。
比如一些传统家电业的巨头、一些正在蓬勃发张，充满朝气的IT行业等等。
比如海尔公司开发的智能家居系统，在国内的发展情形一直都比较好。
清华同方还专门成立了控制工程公司来承接智能化楼宇住宅的业务。
最近几年，国内的智能家居行业有了一定的发展，并且根据这种发展动态，可以为我们描述了一幅智能家居的美好的蓝图和前景。
虽然说是有了一定的发展，但是还是存在一些比较突出的缺点和问题，比如说：
缺乏统一的标准、规范和接口协议；产品的技术与市场需求脱节、实用性较差；产品生产规模小，价格偏高等等问题。
1.3.2国外发展状况
自1984年世界上第一幢智能建筑出现以后，一些经济比较发达的国家和地区先后提出了各种智能家居的方案，并都已经得到了广泛的应用[2]。
国际上公认的有影响的家庭网络标准有：
美国标准、日本标准家庭总线、欧洲标准安装总线等等，它们都各有优缺点[3]。
近几年，以微软为首的一批国际知名企业也先后加入到智能家居控制系统的研究开发中来。
而这些的智能家居的特色就在于充分考虑到了用户的舒适便捷性、环保性、安全性等等方面。
1.4论文结构与主要内容
本文的主要内容如下：
第一章为绪论，通过整理资料，介绍了课题背景、意义和国内外发展的状况，并给出了本设计研究内容和论文的组织架构。
第二章为智能家居控制系统方案设计，总体阐述了该系统的模块构成，包括主控、GSM模块、指纹识别模块、语音识别模块。
第三章进行智能家居控制系统的硬件设计，根据本系统的功能要求，对主控、GSM模块、指纹识别模块、语音识别模块等部分进行介绍。
第四章为智能家居控制系统的软件设计，结合智能家居系统的设计和功能要求，分别进行模块化软件设计。
第五章为系统的硬件测试方案及结果，阐述测试注意要领，并给出测试相关实现结果。
根据本文的设计，得到整个系统的实物。
第2章系统方案设计及主要模块介绍
2.1系统方案设计
本设计研究智能家居远程控制系统，该系统主要是以STM32作为控制芯片，然后外接各种模块电路组成智能家居控制系统的设计[4]。
外部集成模块有GSM无线通信模块、FPM10A指纹识别模块、非特定人声语音识别模块、TFT触屏显示模块和电源控制模块等等部分。
这几个模块分别代表系统的基础功能需求，通过导线集合在一起就能够成为一个以主控模块为核心的系统。
除主控系统以外的其它模块都可以实现各自的功能，主控模块只需要从其它模块那儿获取信号再经过处理给其它模块下达指令信号，如此形成一个闭环系统。
我们可以利用这些模块的功能随时随地的对家居环境中的家居电器进行控制。
如果我们从系统的控制的方式上来看，系统可以分为本地控制和远程控制。
在系统中，本地控制是指通过指纹识别模块配合电机和继电器形成家居中的门禁系统；语音识别模块配合继电器完成对家居中某些的家用电器的控制。
远程控制是指通过GSM无线通信模块发送短信的方式来控制系统所接入的外设模块，TFT模块可以把GSM模块所收到信息经过串口通信发给主控模块处理的部分信息显示给用户观看。
当用户回家前可以通过发短信的方式打开家中的空调、风扇和窗帘等电器，比如：
我们给系统发个“窗帘开”的短信，系统就会自动的通过板上的继电器实现输出,能够控制电机的转动,从而实现窗帘的自动调节。
在当离家比较远的地方也可以通过发送短信的方式，远程的关掉出门时忘关的某些电器。
在当用户回到家门口时,通过点指纹的方式来打开家门，这保证了家居环境中一定程度上的安全性。
来到家中时，可以通过语音来控制照明系统，对着语音模块对话相关的关键词，就能智能控制家里的电灯。
比如用户可以喊出“开灯”或“关灯”来打开或者关闭家中的灯；喊“太亮”或“太暗”就可以实现对灯光强度的智能调节。
利用这些功能可以直接有效的为用户生活家居环境提供许多便利。
智能家居系统是先解决各个模块的功能问题，然后结合系统整体结构将所有模块进行组合，再通过软件不断的调试改善来完成智能家居系统的制作。
智能家居系统控制系统框如图2-1所示。
图2-1智能家居系统控制框
2.2主要模块功能介绍
本设计中，系统主要是以STM32作为控制芯片，然后外接各种模块电路完成智能家居控制系统的整体设计[5]，外接的模块主要包括GSM无线通信模块、指纹识别模块、语音识别模块，以下对除主控外的各模块功能简要介绍。
2.2.1GSM无线通信模块
GSM无线通信模块是一款基于移动GSM短消息平台和GPRS数据业务的通讯终端。
它是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一起，是一款具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。
GSM模块，它具有接发短消息，通话等等功能。
GSM模块通过使用AT指令才能控制它，模块可以通过RS232串口方式与电脑相连，也可以用单片机来进行控制[6]。
它利用GSM移动通信网络的短信息和GPRS业务为用户搭建了一个超远距离的数据传输平台。
由于短信息的费用低廉的特点，所以从某种程度上可以取代传统的无线遥控。
因此本系统采用手机向GSM模块发送短信，GSM模块通过串口与单片机相连，从而实现远距离控制家用电器的功能。
2.2.2指纹识别模块
指纹锁的最核心部件就是指纹识别部分，它通常被安装于如指纹门禁上，用来完成指纹的采集和指纹的识别。
大多的指纹模块主要由指纹采集模块、指纹识别模块和扩展功能模块组成。
指纹识别模块的工作原理是指通过比较不同用户的指纹上细节特征点来进行鉴别指纹识别。
这一过程涉及到的技术有：
图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学等学科。
由于每个人的指纹特征不同，就是同一个人的十个手指之间，指纹也有明显区别，因此指纹也可用于身份鉴定。
由于每次按指纹的位置有所不同，所以也会导致着力点不同带来的变形，同时也有可能存在大量模糊指纹，所以说如何正确提取特征和正确匹配特征，是指纹识别技术的关键。
2.2.3语音识别模块
语音识别模块主要是由语音识别芯片和一些其他的附属电路组成的。
为了实现语音交互的目的，并方便的将语音模块加入到自己的产品中使用，开发者设计了语音模块与主控芯片进行
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