【正文】 第 5 章 環(huán)境實(shí)例搭建 ......................................................................................... 32 實(shí)例環(huán)境選擇 ........................................................................................ 32 實(shí)例環(huán)境布置 ......................................................................................... 32 所控電器 ..................................................................................... 32 布線 ............................................................................................. 32 控制模式 ..................................................................................... 33 遠(yuǎn)程控制 ..................................................................................... 34 第 6 章 總結(jié) ......................................................................................................... 35 謝辭 ........................................................................................................................36 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 37 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院 4 第 1 章 背景 智能家居的概念 智能家居（ Smart Home）是以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣?dòng)化，智能化于一體的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國，最具代表性的是 X10技術(shù)，通過 X10 通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)資源的共享。因其布線簡單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。至今， X10 技術(shù)產(chǎn)品的銷售已超過兩億個(gè)，僅在美國一個(gè)國家，便有超過 600 萬個(gè)家庭在使用。自動(dòng)化的智能家居不再是一幢被動(dòng)的建筑，相反，成了幫助主人盡量利用時(shí)間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。 智能家居是 現(xiàn)代 社會(huì)最熱門的話題之一，它的目標(biāo)是通過 網(wǎng)絡(luò) 等信息通信技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對家居電器等的智能控制，使其能夠按照人們的設(shè)定工作運(yùn)行，而不論距離的遠(yuǎn)近。智能化與遠(yuǎn)程控制是智能家居的兩大特點(diǎn)。目前，已經(jīng)有越來越多的機(jī)構(gòu)和個(gè)人開始了對智能家居的研究 隨 著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、可編程定時(shí)控制及 計(jì)算 機(jī)控制等多種功能和手段，使生活更加 舒適、便利和安全。 物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn) 物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用 RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“ Inter of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品 (商品 )能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識別 (RFID)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品 (商品 )的自動(dòng)識別和信息的互聯(lián)與共享。 物聯(lián)網(wǎng)概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT 基礎(chǔ)設(shè)施分開，一方面是機(jī)場、公路、建筑物，另一方面是數(shù)據(jù)中心，個(gè)人電腦、寬帶等。而在物 聯(lián)網(wǎng)時(shí)代 ,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球。故也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)均是智慧地球的有機(jī)構(gòu)成部分。 物聯(lián)網(wǎng)把我們的生活擬人化了，萬物成了人的同類。在這個(gè)物物相聯(lián)的世界中，物品能彼此“交流”，無需人的干預(yù)?？梢哉f，這是一個(gè)智能化的世界。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)最山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院 5 生活化的應(yīng)用之一：窗簾可以自動(dòng)感知光線而關(guān)閉 ?？照{(diào)更“聽話”了，天熱它會(huì)把溫度調(diào)低，太潮就會(huì)自動(dòng)抽濕燈也知道節(jié)能了，房間里沒人會(huì)自動(dòng)滅掉。如此等等，不一而足。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用竟 已經(jīng)很 廣泛，遍及智能 交通、環(huán)境保護(hù)、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。 物聯(lián)網(wǎng)繁多的應(yīng)用，造就了一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，從互聯(lián)網(wǎng)、電腦、手機(jī)、天線等 IT通訊領(lǐng)域，到智能卡、芯片、傳感器、紅外線產(chǎn)品等工業(yè)領(lǐng)域，再到冰箱、電視機(jī)等制造領(lǐng)域，環(huán)環(huán)相扣，商機(jī)巨大。美國獨(dú)立市場研究機(jī)構(gòu) FORESTER 預(yù)測，到 2020 年全球“物物互聯(lián)”業(yè)務(wù) (即物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù) )，與“人與人通信”業(yè)務(wù) (即互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù) )之比將達(dá)到 30∶ 1。專家預(yù)計(jì)，中國物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)在 2021 年將超過一萬億元規(guī)模， 2050 年傳感器在生活中將無處不在。 可以想見，物聯(lián) 網(wǎng)發(fā)展到一定階段，家中的電器可以和外網(wǎng)連接起來，通過傳感器傳達(dá)電器的信號。廠家在廠里就可以知道你家中電器的使用情況，也許在我們之前就知道家中電器的故障。某一天突然有維修工上門告訴家中空調(diào)有問題，我們還驚異地不相信。 智能家居控制系統(tǒng)功能 智能家庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭設(shè)備自動(dòng) 控制、家庭安全防范二個(gè)方面。 其中家庭設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠(yuǎn)距離異地 (通過電話或 Inter)的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。 (1)家用電器的監(jiān)視和控制，按照預(yù)先所設(shè)定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電 器進(jìn)行監(jiān)視和控制。 (2) 熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度表的?shù)據(jù)采集、計(jì)量和傳送根據(jù)小區(qū)物業(yè)管理的要求所設(shè)置數(shù)據(jù)采集程序，通過傳感器對熱能表、燃?xì)獗怼⑺怼㈦姸缺淼挠昧窟M(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、計(jì)量，并將采集結(jié)果遠(yuǎn)程傳送給小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)。 (3)空調(diào)機(jī)的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，按照預(yù)先所設(shè)定的程序，根據(jù)時(shí)間、溫度、濕度等參數(shù)對空調(diào)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。 (4)照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間程序，分別對各個(gè)房間照明設(shè)備的開、關(guān)進(jìn)行控制，并可自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)房間的照度。 (5)窗簾的控制，按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間程序， 對窗簾的開啟 /關(guān)閉進(jìn)行控制。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院 6 第 2 章 總體設(shè)計(jì) 整體介紹 本次設(shè)計(jì)以 STC89C52 芯片為控制核心，溫度，濕度等傳感器為環(huán)境信息采集源，以Web 控制為輔助，來制作一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)。在原有的機(jī)械式按鍵開關(guān)的基礎(chǔ)上，采用無線遙控器與 Web 網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，來控制空調(diào)機(jī)組（如風(fēng)機(jī)，加濕器，風(fēng)閥等），實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離，多角度對空調(diào)機(jī)組進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。此外在本次設(shè)計(jì)中，采用多種傳感器想結(jié)合，智能根據(jù)各傳感器采集的數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)化控制，如自動(dòng)開關(guān)風(fēng)機(jī)，智能調(diào)節(jié)冷凍水量，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度等。并能夠?qū)崿F(xiàn)故障診斷，提供報(bào)警 ，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)查詢并Excel 表輸出 。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)提供了包括了核心控制模塊， Web 服務(wù)器， Web HTML 模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，繼電器模塊，按鍵模塊，報(bào)警模塊，等等。系統(tǒng)的整體框圖如圖 1 所示。 系統(tǒng)整體框圖 1 水閥開度 新風(fēng)開度 回風(fēng)開度 網(wǎng)頁 服務(wù)器（串口轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)） 核心控制設(shè)備（以STC8052 為核心） 數(shù)據(jù)庫信息 設(shè)備狀態(tài)信息 傳感器（溫度，濕度） LCD 顯示 模式，溫度，濕度信息 繼電器 風(fēng)機(jī) 加濕器 用戶輸入信息 用戶控制信息 環(huán)境信息 按鍵 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院 7 功能設(shè)計(jì) 多源控制 為了適應(yīng)人們高質(zhì)量，便捷的生活需求，本系統(tǒng)采用多源控制，即按鍵控制， Web網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)自動(dòng)控制，這三種控制相結(jié)合。其中 Web 網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制，是指在離開服務(wù)器 以后，通過互聯(lián)網(wǎng)登陸運(yùn)行在特定服務(wù)器上的網(wǎng)站，然后去查看，管理當(dāng)前空調(diào)的運(yùn)行，只需第幾網(wǎng)頁上相應(yīng)的按鈕，就可以輕松的打開，關(guān)閉，控制家中的空調(diào)機(jī)組，已達(dá)到遠(yuǎn)程控制的功能。系統(tǒng)自動(dòng)控制是指系統(tǒng)的核心部分可以根據(jù)外部傳感器所采集的環(huán)境信息（如溫度，濕度等）與用戶設(shè)定的可以使人可以較為舒適的之作比較，然后根據(jù)比較結(jié)果對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以保持著個(gè)舒適的值，為用戶提供一個(gè)良好的溫濕度環(huán)境。 溫度 控制 通過溫度傳感器（如圖 2）采集當(dāng)前的溫度信息，送到采集模塊中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由 MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行 分析，通過與預(yù)設(shè)值的對比，決定冷水機(jī)組的水閥開度，使室溫保持在一個(gè)恒定的范圍。同時(shí)為了方便控制， MCGS 組態(tài)軟件會(huì)將采集到的溫度值發(fā)送到 LCD1602 液晶屏上顯示出來。 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有 LTM8877， LTM8874 等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐