【正文】 stem, thus reducing human control of the device, making people39。 本設(shè)計(jì)將自動(dòng)控制及 技術(shù)用于日常生活，來提高生活質(zhì)量，使人們擁有一個(gè)舒適，安全，方便的生活環(huán)境。 智能家居，就是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)家居設(shè)施的自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而減少人對(duì)設(shè)備的控制，使人們的家居生活更加的舒適快捷。s home life more fortable and efficient. The design of intelligent home control system, the target group positioning in the general population, product features mainly practical, bined with the routine of daily life, people, behavior, providing people with a flexible, use, lowcost control system. Key words: Smart home 、 automatic、 control 3 目 錄 第一章 緒論 ......................................................... 4 智能家居的發(fā)展背景 .......................................... 4 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r ................................................ 4 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r ............................................... 4 智能家居的發(fā)展展望 ......................................... 5 課題的研究?jī)?nèi)容及安排 ....................................... 5 第三章 智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .................................. 6 ３ .１ 智能家居控制系統(tǒng)的主控芯片 ............................... 8 ３ .２ 串行通訊電路設(shè)計(jì)： ....................................... 9 ３ .３ 溫度濕度傳感器的硬件設(shè)計(jì) ................................ 10 ３ .４ 光照強(qiáng)度傳感器的設(shè)計(jì) .................................... 11 ３ .５ 火險(xiǎn)預(yù)警模塊 ............................................ 12 ３ .６ 入侵警告模塊 ............................................ 13 ３ .７ GSM 模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用 ...................................... 15 ３ .８ 無線通訊模塊 ....................................... 15 第四章 軟件開發(fā) .................................................... 17 LabVIEW 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) ..................................... 17 LabVIEW 基本控件介紹 ................................. 17 LabVIEW 的基本函數(shù)介紹 ............................... 18 LabVIEW 程序設(shè)計(jì) ..................................... 19 前面板美設(shè)計(jì) ......................................... 22 WEB 發(fā)布設(shè)置 ......................................... 23 嵌入式系統(tǒng)開軟件開發(fā) ....................................... 24 STM32CubeMX 開發(fā)環(huán)境介紹 ............................. 24 MDK 軟件開發(fā)環(huán)境 ..................................... 25 光照強(qiáng)度傳感器 BHV1750 程序設(shè)計(jì) ....................... 25 DHT11 溫度濕度傳感器程序設(shè)計(jì) ......................... 26 NRF24L01 無線發(fā)射模塊程序設(shè)計(jì) ........................ 26 TFTLCD 程序設(shè)計(jì) ...................................... 28 第五章 硬件測(cè)試 .................................................... 30 手持設(shè)備信息顯示測(cè)試 ....................................... 30 上位機(jī)軟件測(cè)試 ............................................. 30 WEB 控制系統(tǒng)測(cè)試 ........................................... 31 結(jié)束語 ............................................................. 33 致謝 ............................................................... 34 參考文獻(xiàn) ........................................................... 35 附錄 ............................................................... 36 附錄 1 智能家居控制系統(tǒng)原理圖： ................................ 36 附錄 2 智能家居控制系統(tǒng) PCB 圖： ................................ 40 4 第一章 緒論 家庭居住是人們最基本的生活條件，一個(gè)舒適、高效、安全的居住環(huán)境會(huì)極大的提高人們的生活質(zhì)量。將智能化這個(gè)概念引入到家庭生活，不僅是要使家居生活智能化，網(wǎng)絡(luò)化，自動(dòng)化，還要，達(dá)到節(jié)約資源，提高生活效率的目標(biāo)。從此以后便拉開了全世界爭(zhēng)相建造智能家居的序幕。 國(guó)外電子技術(shù)較為發(fā)達(dá)，智能家居控制系統(tǒng)產(chǎn)品也較為成熟，主要產(chǎn)品有美國(guó)的X10 系統(tǒng)、 德國(guó)的 EBI 系統(tǒng)、西家破的 X8 系統(tǒng)，但是由于國(guó)外的生活環(huán)境和生活理念與國(guó)內(nèi)人民不同，并且其靈活性和可選擇性有局限，不適合我國(guó)應(yīng)用。大約有 20多家企業(yè)退出 智能家居行業(yè)。 智能家居的發(fā)展展望 結(jié)合現(xiàn)在非常成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能家居的發(fā)展方向?qū)?huì)由以下幾點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)化。模塊化設(shè)計(jì)師智能家居控制系統(tǒng)變得更加靈活，方便日后的維護(hù)。智能家居控制系統(tǒng)的目的就是讓人們的日常生活更加的方便、舒適 、快捷、高效。 本文第一章緒論主要介紹智能家居行業(yè)的發(fā)展背景 和 情況；第二章主要介紹系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，各種技術(shù)及其原理；第三章對(duì)硬件 設(shè)計(jì)進(jìn)行分析 ，第四章介紹軟件的開發(fā)環(huán)境及各種軟件的 開發(fā)流程 ；第五章進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試；第六章進(jìn)行總結(jié)。利用 Labview 的 WEB發(fā)布功能，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行控制。 上位機(jī)運(yùn)行于用戶計(jì)算機(jī)上，基于 Labview 開發(fā)，需要 NIVISA 驅(qū)動(dòng)支持。 通訊部分包括 無線通訊， GSM 無線通訊、 WEB 遠(yuǎn)程控制 三個(gè)部分。 （ 2）煙霧報(bào)警功能：利用煙霧傳感器檢測(cè)室內(nèi)可燃?xì)怏w濃度，當(dāng)濃度超過警報(bào)值時(shí)發(fā)出報(bào)警 。 （ 6） WEB 遠(yuǎn)程控制：通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器對(duì)家居信息進(jìn)行監(jiān)控。 該芯片具有以下特點(diǎn)： 基于 ARM32 位的 CROTEXM3 CPU； 最高 72MHz 的工作 頻率； 單周期乘法和硬件除法； 512KROM， 64KRAM，可驅(qū)動(dòng) SRAM、 NAND FLASH、 NOR FLASH，并行 LCD 接口。本設(shè)計(jì)使用 一個(gè)變壓器完成降壓工作，將 220V交流電降為 12V 交流電，然后經(jīng)過橋式整流電路進(jìn)行整流， 用一個(gè) 50uf 的電容進(jìn)行濾波，使用 1N4733 穩(wěn)壓得到 5V電壓。 本設(shè)計(jì)供電電路如 圖 2 所示。 本系統(tǒng)復(fù)位電路如 圖 3 所示。但是由于 ST公司設(shè)計(jì)的 IIC 接口控制過于復(fù)雜，低速率、中斷低優(yōu)先級(jí)情況下 Bug較多，所以現(xiàn)使用軟件模擬 IIC 與 BH1750 進(jìn)行通訊；紅外熱釋電傳感器與煙霧報(bào)警器以高低電平來指示工作的狀態(tài)，所以可以使用普通 IO口與其直接相連。由于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)大多數(shù)都已取消串口，而以 接口替代，所以本設(shè)計(jì)用 USB 轉(zhuǎn)串口 TTL 電路使單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通訊。 。參考官方的數(shù)據(jù)手冊(cè)，芯片所需外部晶振為 12MHz，兩個(gè)對(duì)地小電容的容量應(yīng)為 20p。 ３ .３ 溫度濕度傳感器的硬件 設(shè)計(jì) 溫度與濕度的采集有多種方式，根據(jù)其信號(hào)的輸出方式可分為模擬類和數(shù)字累兩塊。該芯片測(cè)量濕度范圍在 20%90%，溫度范圍 0℃ 50℃，足以滿足家庭測(cè)溫的需要。若前 4字節(jié)的和的最后 8位與校驗(yàn)和相等，則數(shù)據(jù)正確；若不相等，則應(yīng)舍棄本次讀數(shù)。無需其他外部器件，它可與單片機(jī)直接拿進(jìn)行連接。 BH1750HVI 的測(cè)量方式分為單次測(cè)量和連續(xù)測(cè)量?jī)煞N，可以通過寫入相應(yīng)的控制命令來進(jìn)行控制。 ３ .５ 火險(xiǎn)預(yù)警模塊 現(xiàn)在家庭中廣泛使用液化石油氣和天然氣，這些氣體發(fā)生泄露時(shí)往往不宜被人覺察，碰到明火或靜電引起的火花時(shí)便容易引起爆炸，發(fā)生火災(zāi)；即使沒有發(fā)生火災(zāi)，這些氣體也容易使人中毒，陷入昏迷狀態(tài)。如 圖 7 所示， MQ2的第 4 引腳輸出模擬信號(hào)到運(yùn)算放大器的反相輸入端，通過調(diào)節(jié) RP 的阻值可以調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器同相輸入端的電壓，當(dāng) MQ2輸出的模擬信號(hào)電壓大于運(yùn)算放大器的同相端輸出電壓時(shí)，該模塊便輸出低電平， LED 燈亮， MCU 檢測(cè)到低電平后向上位機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 本次設(shè)計(jì)選用對(duì)人體紅外光較為敏感的紅外熱釋電傳感器進(jìn)行信息采集，在系統(tǒng) 開啟入侵檢測(cè)的情況下，當(dāng)傳感器感應(yīng)到有人時(shí)，向主控單