【正文】 目 錄第一章 緒論 1 1 4 4 5第二章 智能家居系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 6 6 6 STC12C5A60S2單片機(jī)簡(jiǎn)介 7 STC12C5A60S2單片機(jī)基本特點(diǎn)： 7 STC12C5A60S2單片機(jī)的主要特性 9第三章 系統(tǒng)硬件選擇及模塊電路設(shè)計(jì) 10 10 11 溫度傳感器器件介紹 11 12 12 13 13 14 15 液晶顯示器件的選取 15 LCD1602時(shí)序圖簡(jiǎn)介 18 19 開關(guān)電路 19 20 2飲水機(jī)、空調(diào)的應(yīng)對(duì)啟動(dòng)電路模塊 22 24 29 GSM簡(jiǎn)介 29 MAX232芯片簡(jiǎn)介 29 GSM模塊電路設(shè)計(jì) 30第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 C語言簡(jiǎn)介 33 34 34 LCD液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì) 35第五章 總結(jié) 36致 謝 37參考文獻(xiàn) 38附錄1：程序清單 39附錄2：電路原理總圖 第一章 緒論隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，智能家居作為一個(gè)新生產(chǎn)業(yè)，目前處于一個(gè)導(dǎo)入期與成長(zhǎng)期的臨界點(diǎn)，市場(chǎng)消費(fèi)觀念還未形成，但隨著智能家居市場(chǎng)推廣普及的進(jìn)一步落實(shí)，培育起消費(fèi)者的使用習(xí)慣，智能家居市場(chǎng)的消費(fèi)潛力必然是巨大的，產(chǎn)業(yè)前景光明。 正因?yàn)槿绱?，?guó)內(nèi)優(yōu)秀的智能家居生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，特別是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究，一大批國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的智能家居品牌迅速崛起，逐漸成為智能家居產(chǎn)業(yè)中的翹楚!　智能家居至今在中國(guó)已經(jīng)歷了近12年的發(fā)展，從人們初最初的夢(mèng)想，到今天真實(shí)的走進(jìn)我們的生活，經(jīng)歷了一個(gè)艱難的過程。智能家居很早就出現(xiàn)在人們的定義當(dāng)中，但很長(zhǎng)時(shí)間以來都沒有真正意義上的智能家居成型，到了1984年美國(guó)聯(lián)合科技公司（United Technologies Building System）將智能信息融入建筑設(shè)備中，在整合的基礎(chǔ)上應(yīng)用到了美國(guó)康乃迪克州哈特佛市的城市地標(biāo)性建筑中時(shí)，出現(xiàn)了世界上的首棟智能化建筑，也正是從那時(shí)開始，智能化家居正式融入到現(xiàn)代生活中。智能家居控制的發(fā)展關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)理念以及經(jīng)營(yíng)者的心態(tài)，市場(chǎng)目標(biāo)客戶真正需要什么東西，如果只注重簽單，不設(shè)身處地的為客戶著想，不兼顧智能解決未來的發(fā)展，提供片面的智能家居解決方案，而不考慮客戶的適用性，是不可取的，是急功近利的表現(xiàn)，這不僅降低了智能家居的應(yīng)用效果，還不利于整個(gè)智能家居行業(yè)的發(fā)展。智能家居控制系統(tǒng)的市場(chǎng)不是一般普通的商品買賣，而是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，它涉及到很多技術(shù)，涉及到人們生活的方方面面，智能家居控制系統(tǒng)的終極目標(biāo)是一種理想，更是一種理念，要想智能家居控制系統(tǒng)有很好的發(fā)展，研發(fā)機(jī)構(gòu)必須本著長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的心態(tài)，本著簡(jiǎn)化、實(shí)用、性價(jià)比高、適合市場(chǎng)的理念，虔誠(chéng)研究人們的生活、習(xí)慣、精神文化等需要，并把它看最高目標(biāo)，運(yùn)用各種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)它。在國(guó)內(nèi)，智能家居不是單純意義上的智能產(chǎn)品，也不能被狹義的理解為小區(qū)智能化，而是基于小區(qū)的多層次家居智能化解決方案。它綜合利用主控平臺(tái)、無線連接及通信、設(shè)備管理、整體布局布線等手段，將住戶智能化管理、交互共享及消費(fèi)服務(wù)、小區(qū)安防監(jiān)控等常見家居因素協(xié)調(diào)配合并最終整合為整體，在原有小區(qū)智能化的大面上延伸到小區(qū)內(nèi)部室內(nèi)家居的具體環(huán)節(jié)，構(gòu)建出高效、舒適、安全、便捷的個(gè)性化住宅空間。近幾年，很多研發(fā)機(jī)構(gòu)和廠商已經(jīng)意識(shí)到家庭安全的重要性，把智能家居作為一個(gè)重要的方向和項(xiàng)目來研究，并紛紛投入大量人力財(cái)力，使智能家居真正的走向市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。智能家居是一個(gè)具有交互能力的平臺(tái)，并且通過平臺(tái)能夠把各種不同的系統(tǒng)、協(xié)議、信息和內(nèi)容控制在相對(duì)獨(dú)立的模塊單元中中進(jìn)行傳輸、交換。它具有以下特點(diǎn)：1）每個(gè)模塊化系統(tǒng)在脫離了智能家居的前提下也能實(shí)現(xiàn)原有功能。智能家居各模塊交互過程中，各個(gè)模塊化系統(tǒng)在脫離了整體化智能家居的平臺(tái)時(shí)，仍然能夠獨(dú)立完成自己在原有整體系統(tǒng)中的功能，比如跨樓通訊、室內(nèi)安全防護(hù)、多樣的設(shè)備管理、家庭消費(fèi)服務(wù)等。每個(gè)單獨(dú)的模塊在整體系統(tǒng)的平臺(tái)管理下獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí)，平臺(tái)又能能提取各個(gè)模塊化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)的連動(dòng)機(jī)制。2）品牌各異的產(chǎn)品在各有千秋的傳輸協(xié)議控制下仍能通過平臺(tái)進(jìn)行信息交流與數(shù)據(jù)傳輸。由于交互平臺(tái)的出現(xiàn)，分工明確的各模塊化系統(tǒng)在交互平臺(tái)的統(tǒng)一管理下，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)作和運(yùn)行數(shù)據(jù)的共享流通，為住戶提供較大的取舍空間，并能根據(jù)業(yè)主需求真正實(shí)現(xiàn)獨(dú)具個(gè)性的智能化家居設(shè)計(jì)。而且，家居系統(tǒng)還有網(wǎng)絡(luò)關(guān)卡這一功能，通過家居互動(dòng)平臺(tái)，達(dá)到在廣域網(wǎng)的連接下，實(shí)現(xiàn)遙控管理和實(shí)時(shí)控制。具有樣式各異的主流控制端口，如對(duì)RS48RS23IP等信號(hào)都能實(shí)現(xiàn)控制和管理，并且還可以擴(kuò)充添加國(guó)內(nèi)外時(shí)下較為流行的控制端口，如EIB、Lonwork、CEbus、Canbus，以及無線網(wǎng)絡(luò)，如：WiFi、GPRS、藍(lán)牙等。根據(jù)業(yè)主的需求和產(chǎn)品的更新?lián)Q代及時(shí)填改各種總線接口、硬件連接端口和驅(qū)動(dòng)軟件等，風(fēng)格迥異的連通方式、功能控制端口，為模塊化系統(tǒng)的多種選擇奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，只有智能家居系統(tǒng)不斷擴(kuò)大自身的兼容性和整合性，才能贏得更多不同需求的用戶和業(yè)主。3）智能終端（觸摸屏）只能作為各個(gè)模塊化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)顯示和控制信號(hào)傳出端。整個(gè)智能家居系統(tǒng)在交互平臺(tái)的協(xié)調(diào)控制下有條不紊的運(yùn)行，智能終端（觸摸屏）只作為各模塊化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)顯示和控制信號(hào)的發(fā)出端，具有多功能的智能終端配置便于操作。而且，平臺(tái)增加了智能終端的實(shí)時(shí)顯示功能，保證其在各模塊系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和相關(guān)顯示，讓業(yè)主對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)一目了然，同時(shí)為系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化提速提供了基礎(chǔ)。在智能家居的交互平臺(tái)里，系統(tǒng)能收錄和存儲(chǔ)各模塊化系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)各模塊的有效運(yùn)行提供有效的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)歷史的運(yùn)行數(shù)據(jù)，總結(jié)出不同業(yè)主的的使用習(xí)慣和某種行事規(guī)律，讓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自學(xué)習(xí)，以便更好的服務(wù)業(yè)主。4）控制軟件可編程（DIY），提供信息服務(wù)。此系統(tǒng)方便用戶改變控制邏輯、控制方式、操作界面，用戶的控制邏輯、操作界面可以自定義、可以DIY。在當(dāng)前流行的家居智能控制系統(tǒng)中，信息服務(wù)是一個(gè)特別關(guān)鍵而且無法取代的重要環(huán)節(jié)，配備了信息服務(wù)后，它讓智能家居系統(tǒng)在越變?cè)铰斆鞯耐瑫r(shí)，更給我們的日常生活帶來了相當(dāng)一部分的實(shí)時(shí)資訊和新聞資源，使得智能家居更貼近我們的生活，就像一個(gè)勤懇的“大管家”一樣，讓智能家居變得更加真切有形，就像它不是虛擬在呆板的程序控制中，而是和我們進(jìn)行交流。這樣的智能家居或許更是現(xiàn)在越來越多的業(yè)主的追求。信息服務(wù)可以涵蓋多個(gè)方面，比如生活小常識(shí)、體育資訊、新聞匯總、奇聞趣事等，可以涉及到教育、消費(fèi)、交通、健康養(yǎng)生等多個(gè)方面，讓生活樂趣無窮，這應(yīng)該是智能家居的最高追求。最終，家居的智能化應(yīng)該不單單是控制的系統(tǒng)，而應(yīng)該更多的聯(lián)系實(shí)際生活，讓它真正融入到我們的實(shí)際信息生活中去。5）多種控制手段。在日常家居生活中，為了使我們對(duì)家庭的控制系統(tǒng)能隨時(shí)掌控、需要的信息隨時(shí)獲取，操作終端的形式非常重要，多種形式的智能操作終端是必不可少如：智能遙控器、移動(dòng)觸摸屏、電腦、手機(jī)、PDA等。智能家居通過各個(gè)子系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)不同的功能，它有幾個(gè)突出的功能：1． 隨時(shí)在線的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，保持時(shí)刻出于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，為將來的遠(yuǎn)程辦公奠定了基礎(chǔ)。2．危險(xiǎn)防護(hù)：智能家居的危險(xiǎn)防護(hù)模塊必須24小時(shí)監(jiān)測(cè)異常情況的發(fā)生，并能及時(shí)作出反應(yīng)。比如外來人員的非法闖入、煙霧感知等，系統(tǒng)能隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況啟動(dòng)相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制。假如意外情況發(fā)生，系統(tǒng)能自行控制住異常情況的進(jìn)一步惡化，并及時(shí)通知主人或相關(guān)部門，最大程度的保證主人的家居和財(cái)產(chǎn)安全。3． 家用電器的遠(yuǎn)程智能遙控管理，比如對(duì)家用電飯鍋的何時(shí)啟動(dòng)的遠(yuǎn)程控制，只需業(yè)主的一條短信，就能達(dá)到遠(yuǎn)程控制的效果，空調(diào)等也有類似遠(yuǎn)程控制，真正達(dá)到主人隨時(shí)控制家居狀態(tài)的目的。4．互動(dòng)式人性化管理：系統(tǒng)能夠利用GSM的通信模塊和語音芯片對(duì)家居內(nèi)部家用電器的語音控制，利用很多系統(tǒng)中設(shè)置的如溫度傳感器，光敏電阻等，保證家居系統(tǒng)的主控模塊及時(shí)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)。5． 環(huán)境自行管理。通過各種傳感器的感知，并啟動(dòng)響應(yīng)機(jī)制，保證家居室內(nèi)環(huán)境的適宜。6．保證智能化的娛樂機(jī)制。7．高標(biāo)準(zhǔn)的居室環(huán)境。小到衛(wèi)生間、廚房，大到臥室甚至整個(gè)客廳，都能保證高質(zhì)量的環(huán)境系統(tǒng)，時(shí)時(shí)處處給主人最適宜的居住條件。8．家庭信息服務(wù)：通過形式各樣的信息資源，提供給業(yè)主最周到的信息服務(wù)，讓主人在居家的同時(shí)，能夠全方位、多層面的了解各方面的有價(jià)值的信息，讓家庭信息服務(wù)不再形同虛設(shè)。9．家庭理財(cái)服務(wù)：通過家庭內(nèi)部的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，業(yè)主可以實(shí)時(shí)管理自己在銀行的賬戶和理財(cái)信息，并時(shí)刻提醒業(yè)主的消費(fèi)賬單等情況，保證主人的財(cái)產(chǎn)時(shí)刻處于主人的管理之中。10．系統(tǒng)的智能化維護(hù)：業(yè)主利用家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)入家居制造商的相關(guān)網(wǎng)頁(yè)，對(duì)家居系統(tǒng)的安全隱患、軟件和驅(qū)動(dòng)更新等進(jìn)行下載后，導(dǎo)入家庭內(nèi)部家居系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)離線的自行故障檢測(cè)和修復(fù)，以及新功能的不斷擴(kuò)建。 現(xiàn)如今中國(guó)的智能家居市場(chǎng)存在參差不齊的現(xiàn)狀，各大、中、小廠家各自為政，種類繁多且互不兼容，使得智能家居市場(chǎng)面臨瓶頸。智能家居廠家多集中在發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)，且沒有形成規(guī)?；a(chǎn)，與國(guó)外的產(chǎn)品相比而言，無論從品牌影響力還是功能實(shí)效上，都存在很大的差距。由于市場(chǎng)分布的不均勻，沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和內(nèi)地的許多城市雖已接收了智能家居的概念，然而北方和大部分中西部地區(qū)在相對(duì)排斥和陌生的同時(shí)，更潛藏著內(nèi)在的巨大市場(chǎng)潛力。 此外，由于智能家居系統(tǒng)還缺乏統(tǒng)一明確的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，許多公司開發(fā)出的產(chǎn)品都是基于自己組的網(wǎng)絡(luò)和信息交換協(xié)議，很多產(chǎn)品是針對(duì)特定的組網(wǎng)環(huán)境開發(fā)的，部分核心技術(shù)沒有對(duì)外公布，技術(shù)復(fù)雜，直接導(dǎo)致了使用范圍的局限性。再者，缺乏對(duì)應(yīng)的第三方產(chǎn)品，各個(gè)接入設(shè)備之間不能兼容，互操作性差，不利于產(chǎn)品的擴(kuò)充，因而進(jìn)一步局限了產(chǎn)品的發(fā)展。再加上，有的系統(tǒng)成本過高，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的普及。 作為智能家居的核心系統(tǒng)的智能家居的控制系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)功能的完善必將推動(dòng)住宅智能化的發(fā)展。而系統(tǒng)功能的集成化、用戶使用的傻瓜化以及市場(chǎng)的平民化將是智能家居控制器的發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)也將逐步邁向綠色化。最終，我想全人類的夢(mèng)想是智能家居控制系統(tǒng)將囊括所有的家事雜物，讓我們真正的享受舒適溫馨的家庭生活。智能家居控制系統(tǒng)應(yīng)該提供高效、舒適的家居環(huán)境，確保住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全；隨時(shí)監(jiān)測(cè)并可以遠(yuǎn)程遙控家居室內(nèi)的溫度、亮度及風(fēng)速等多個(gè)環(huán)境因素，保證最適宜的家居環(huán)境。同時(shí)檢查空氣成分，提高空氣質(zhì)量；調(diào)節(jié)音響，電視等娛樂設(shè)施，愉悅心情；合理利用太陽(yáng)能，靈活應(yīng)對(duì)周遭環(huán)境的變化，盡可能的節(jié)約能耗，達(dá)到合理利用資源；提供現(xiàn)代化的通信、信息服務(wù)。 我們知道，雖然智能家居在目前已經(jīng)取得了初步的成功，但是距離真正意義上的“智能化”，還是有很長(zhǎng)距離的。而智能家居的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)大方向：1）智能化、人性化隨著人工智能的不斷發(fā)展和機(jī)器人的出現(xiàn)，智能化已經(jīng)不再那么遙遠(yuǎn)，毋庸置疑，智能化是智能控制的必然趨勢(shì)。因此，家居的智能化也必然向智能化方向發(fā)展。同時(shí)，智能化的出現(xiàn)本來就是為了更好的服務(wù)于人們的生活，所以，更富人性化的家居系統(tǒng)也將成為智能家居未來的一個(gè)重要方向。2） 節(jié)能環(huán)保智能化的本質(zhì)之一是降低投入成本，提高產(chǎn)出效率，而節(jié)能是降低成本的關(guān)鍵。而當(dāng)前人們?nèi)找嬖鰪?qiáng)的環(huán)保意識(shí)，也使得綠色、環(huán)保這兩個(gè)重要指標(biāo)成為考核未來家居的重要參考標(biāo)準(zhǔn)，甚至是首要考慮因素。在住宅實(shí)現(xiàn)了基本的智能化后，營(yíng)造綠色生態(tài)的住宅，提高生活環(huán)境質(zhì)量，必然成為未來智能家居的追求目標(biāo)。3） 一體化既然作為智能家居系統(tǒng)，各模塊功能的協(xié)調(diào)配合而成的一體化，自然成了又一重要發(fā)展方向。把各個(gè)模塊智能化的功能集成，在降低成本的同時(shí)，也帶來了一體化的智能家居。4） 成本低廉化如果智能家居想開拓更大的市場(chǎng)，走進(jìn)更多的用戶住宅，高昂的投入費(fèi)用會(huì)成為很多家庭選擇的最大阻礙，因此，怎樣從不降低智能化家居質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)最大的低投入，讓更多的消費(fèi)者接受，也是智能化發(fā)展重要考慮方向。 隨著人們生活水平的不斷提高，生活節(jié)奏的加快，人們不斷的對(duì)居住環(huán)境提出更高的要求，越來越注重家庭生活中每個(gè)成員的舒適、安全和便利，因此從市場(chǎng)需求的角度來說，智能家居必然是前景廣闊。因此設(shè)計(jì)一個(gè)符合國(guó)家國(guó)情和規(guī)范的集遠(yuǎn)程控制和本地控制為一體的智能家居控制系統(tǒng)是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的，且勢(shì)在必行。 雖然智能家居經(jīng)過十幾年的蓬勃發(fā)展，很多功能已趨于完善和成熟，智能化家居系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，然而生活中的智能家居所展現(xiàn)出的智能化，與業(yè)主所理想的智能化還存在較大差距。而這也推動(dòng)了智能化技術(shù)在家居領(lǐng)域的縱深發(fā)展，并為各類智能化家居新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研發(fā)增加了動(dòng)力，同時(shí)新產(chǎn)品的出現(xiàn)，也大大豐富了智能家居系統(tǒng)的厚度。因此，將智能家居作為這次研究的主要內(nèi)容具有很大的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。 本文研究的目的就是設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)捷有效智能家居控制系統(tǒng)，從溫度、光線信號(hào)的采集，到LCD實(shí)時(shí)顯示，并根據(jù)采集的信號(hào)不通采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)機(jī)制，以及在異常情況下實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警和遠(yuǎn)程通知家主報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)基本的智能家居功能。第二章 智能家居系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 智能家居系統(tǒng)首先要保證家居安全，因此要有相應(yīng)的功能模塊實(shí)現(xiàn)主人不在家情況下有無人員闖入，并決定是否出于報(bào)警狀態(tài)。在出于報(bào)警狀態(tài)時(shí)，如果監(jiān)測(cè)到人員闖入要出現(xiàn)聲光報(bào)警。與此同時(shí)，通過手機(jī)短信向主人報(bào)警。另外還要單獨(dú)具有一個(gè)家庭輔助功能，根據(jù)光線強(qiáng)弱決定是否開關(guān)窗簾，還可以定時(shí)控制家用電飯鍋，空調(diào)，飲水機(jī)等。 智能家居控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)家庭內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和及時(shí)應(yīng)對(duì)的系統(tǒng)，核心部分是單片機(jī)，通過與其他個(gè)監(jiān)測(cè)模塊和執(zhí)行模塊的連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的整體改變和各元件的控制。首先，主控元件對(duì)接收到的數(shù)據(jù)（如光線強(qiáng)暗，溫度高低）通