【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 緒論 課題研究背景及意義 課題研究背景 信息社會的發(fā)展 ,日益影響到人們的日常生活。對 作為整個系統(tǒng)的處理器 的 stm32 芯片的功能， 傳 感器 型號的選擇和其工作原理 ，組成系統(tǒng)的各個硬 件模塊和軟件模塊進行了介紹， 詳細闡述了它們的的工作原理和工作流程。 基于 arm 單片機住宅監(jiān)控系統(tǒng) 第 I 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 智能家居是使用居民住宅作為平臺，并使用計算機網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、自動化技術(shù)把和家居生活相關(guān)的設(shè)施通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，能夠為居民提供更安全、舒適、有效和便利的居住環(huán)境。 最后 經(jīng)過測試表明，系統(tǒng)整體可行。一個最明顯的表現(xiàn)就是計算機和信息家電在人們的日常生活中發(fā)揮越來越重要作用。智能家居系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求進行裁剪或增加 ,具有良好的可擴展性和適應(yīng)性。這樣 ,作為社會組成基本單元之一的家庭 ,幾乎成為信息時代的孤島。中央微處理器必須通過一種或多種介質(zhì)來控制家中的電子電器產(chǎn)品 ,這些介質(zhì)既可以是手機、鍵盤 ,又可以是觸摸屏、按鈕、電視屏幕、電腦顯示器等。安全防范技術(shù)就是在這個意義上發(fā)展起來的，它是電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)等高科技技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。如安防系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)犯罪分子的作案時間和地點，所 以對預(yù)防犯罪相當有效。如何建立一個效率高、成本低的智能家居系統(tǒng) ,己經(jīng)成為當今社會的熱點問題。系統(tǒng)設(shè)計思想新穎 ,應(yīng)用前景良好 ,研究成果可以應(yīng)用于汽車、公司、辦公室、倉庫等場合的遠程監(jiān)控 ,具有良好的應(yīng)用前景，為日后在家居智能控制、安全防范 方面的研究開發(fā)工作提供了良好的實驗平臺。那么，什么是智能化家居？ 幾年前一些經(jīng)濟比較發(fā)達的國家提出了 “智能住宅 ”的概念，住宅智能化是智能家 基于 arm 單片機住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 居的先導(dǎo)，智能家居是住宅智能化的核心。 在發(fā)達國家 ,智能化的居住小區(qū)己經(jīng)形成了規(guī)模 ,國際上也已經(jīng)制定了相關(guān)的一些質(zhì)量認證體系 ,而這些就我們過家的技術(shù)水平和先進技術(shù)還是有一定差距的。 （ 2） JDS 推出的 STARGATEJI 家居智能系統(tǒng) 它集中了室溫調(diào)節(jié)、安保、燈光照明、家庭影院、視頻 /音頻、監(jiān)控、灌溉等系統(tǒng) ,它還允許在線更新控制程序 ,進行在線軟件升級。其家居控制系統(tǒng)是把被控制的設(shè)備群視為一個有機的整體 ,既對它們分別進行相對獨立的有針對性的控制 ,又能協(xié)調(diào)它們共同完成某項工作 ,所以功能非常強大 ,而且質(zhì)量可靠。近年來 ,人們對智能小區(qū)的熱情空前高漲 ,一時間全國上下許多大中城市的房地產(chǎn)商都將自己開發(fā)興建的住宅小區(qū)標以 “智能小區(qū) ”,智能住宅成了房地產(chǎn)商開發(fā)銷售的 熱點和賣點。嵌入式技術(shù)在信息家電中的應(yīng)用 ,已成為最大的研究領(lǐng)域 ,冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、智能化將引領(lǐng)人們的生活步入一個嶄新的空間。同時其所擁有的智能家居一鍵購買功能，可以手機上輕松一點，便擁有最新的智能家居產(chǎn)品。與微軟達成技術(shù)上旳合作 ,利用微軟的 Windows Me 技術(shù)和自身的網(wǎng)絡(luò)家電控制技術(shù) ,使 “e 家庭 ”系統(tǒng)初具雛形。 （ 3） 科龍 :現(xiàn)代家居信息服務(wù)集散控制系統(tǒng) 在第三屆高交會上 ,科龍集團為大家展現(xiàn)了 “科龍?zhí)斓?”,“科龍?zhí)斓?”是一項能有效的集成遠程互聯(lián)網(wǎng)控制、家電遠程故障診斷及維護、家電智能控制和家庭娛樂諸項功能的現(xiàn)代化家居信息服務(wù)控制系統(tǒng)。 EHome[610]系統(tǒng)主要有三個部分 : ① 遵循 EIB 協(xié)議 ,主要適用于中、高檔新住宅 。 eHome 數(shù)字家園 借用國外較成熟的智能家居經(jīng)驗 ,以功能模塊開發(fā)為主 ,主要為智能大廈、小區(qū)的建設(shè)提供較完整的系統(tǒng)解決方案。建筑智能化的重要特征就是網(wǎng)絡(luò)化、智能化、人性化、個性化。 （ 4） 模塊化 :基于標準的接口規(guī)范 ,設(shè)計獨立的功能模塊 ,增強 系統(tǒng)的可維護性、可擴展性 ,簡化系統(tǒng)集成的過程 ,而這正是嵌入式系統(tǒng)優(yōu)勢所在。 （ 7） 嵌入式 :嵌入式技術(shù)是指設(shè)備通過嵌入式模塊 ,而并非 PC 系統(tǒng) ,直接接入Intemet 實現(xiàn)信息交互的過程 ,或者通過 移動通信模塊 ,直接接入移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程交互的過程。 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件 部分為微控制器和各類型傳感器的選擇與調(diào)試、防盜防火防水侵等安防子系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、有事故發(fā)生時的聲光報警 和報警后故障追憶 等等。 本文主要完成的內(nèi)容為： （ 1）選擇合適的報警器和各傳感器的類型 （ 2）對各傳感器進行閾值規(guī)定，如煙霧探測器、破碎探測器等，一旦有事故發(fā)生，達到設(shè)定閾值，就會有相應(yīng)的傳感器動作，聲光報警器發(fā)出 警報，若報警后無人手動關(guān)閉聲光報警器，報警器將會一直報警動作。本章主要介紹了課題的研究背景及意義， 通過對比分析各個公司的智能家居的情況，闡述了 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展狀況，智能家居的主要發(fā)展方向，最后提出論文主要研究工作和章節(jié)安排。 第五章：本章主要 的內(nèi)容是， STM32 開發(fā)板， 初始模式 和 報警界面 在實物上的演示，以及 故障追憶 功能和清 屏 功能的演示 ，驗證的該系 統(tǒng)的可行性。 優(yōu)點： （ 1） 控制：就地控制、多點控制、遙控控制、區(qū)域控制等。 2． 智能電器控制 電器控制采用弱電控制強電方式，即安全又智能，可以用遙控、定時等多種智能控制方式實現(xiàn)對在家里飲水機、插座、空調(diào)、地暖 、投影機、新風系統(tǒng)等進行智能控制，避免飲水機在夜晚反復(fù)加熱影響水質(zhì)，在外出時斷開插排通電，避免電器發(fā)熱引發(fā)安全隱患；以及對空調(diào)地暖進行定時或者遠程控制，讓您到家后馬上享受舒適的溫度和新鮮的空氣。 （ 4） 安全：系統(tǒng)可以根據(jù)生活節(jié)奏自動開啟或關(guān)閉電路，避免不必要的浪費和電氣老化引起 的火災(zāi)。 優(yōu)點： （ 1） 安全：安防系統(tǒng)可以對陌生人入侵、煤氣泄漏、火災(zāi)等情況提前及時發(fā)現(xiàn)并通知主人； （ 2） 簡單：操作非常簡單可以通過遙控器或者門口控制器進行布防或者撤防。 優(yōu)點： （ 1） 獨特：與傳統(tǒng)音樂不同，專業(yè)針對家庭進行設(shè)計。 5． 智能視頻共享 視頻共享系統(tǒng)是將數(shù)字電視機頂盒、 DVD 機、錄像機、衛(wèi)星接收機等視頻設(shè)備集中安裝于隱蔽的地方，系統(tǒng)可以做到讓客廳、餐廳、臥室等多個房間的電視機共享家庭影音庫，并可以通過遙控器選擇自己喜歡的音源進行觀看，采用這樣的方式既可以讓電視機共享音視頻設(shè)備，又不需要重復(fù)購買設(shè)備和布線，既節(jié)省了資金又節(jié)約了空間。 6． 可視對講系統(tǒng) 可視對講產(chǎn)品已比較成熟，成熟案例隨處可見，這其中有大型聯(lián)網(wǎng)對講系統(tǒng)，也有單獨的對講系統(tǒng)，比如別墅用的，其中有分一拖一、二、三等；一般實現(xiàn)的功能是可以呼叫、可視、對講等功能，但是通過 “品奇居 ”的整合部已經(jīng)將很多不同平臺的產(chǎn)品實現(xiàn)了統(tǒng)一，增強了整套系統(tǒng)控制部分的優(yōu)勢，讓室內(nèi)主機也可以控制家里的燈光和電器了。說 “鎮(zhèn)宅之寶 ”一點也不為過，在周末可以與自己的好朋友拉近距離。在 安防角度講，智能家居安防系統(tǒng)可實現(xiàn)家居安防的報警點的等級布防，采用邏輯判斷，避免系統(tǒng)誤報警；遙控器或鍵盤對系統(tǒng)布防、撤防，發(fā)生報警，系統(tǒng)自動確認報警信息、狀態(tài)及位置，報警時能夠自動強制占線。 3． 報警管理顯示功能 基于 arm 單片機住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 離家模式即防盜報警狀態(tài)，防止非法入侵，管理系統(tǒng)可實時接收報警信號，自動顯示報警住戶號和報警類型，并自動進行系統(tǒng)信息存檔。 6． 警情后控制處理 當家中有非法入侵者或者煤氣泄漏時系統(tǒng)會自動撥打電話、發(fā)送短信、彩信、抓拍圖片并 Email到指定用戶手機！用戶收到電話短信時可以第一時間用手機電腦查看家中監(jiān)控畫面并控制其家中家電設(shè)置、布防撤防等操作！ 住宅選型和配置 需求分析 住宅戶型選擇 住宅戶型一般包括小戶型、大戶型及別墅等，其中小戶型價位相對較低，并且能夠滿足人們生活的基本需求，也擁有廣大的消費群，它主要包括建筑面積低于 60 平米的一居室、低于 80 平米的兩居室及 100 平米左右的三居室。 以此為需求，我們則需要這樣一些傳感器、檢測器等。統(tǒng)計系統(tǒng)設(shè)備配置清單如表 所示。 4． 破碎探測器 *6：主要安裝在靠近玻璃位置，通過檢測玻璃破碎的高頻聲而報警。 7． 燃氣探測器 *1：安裝在廚房，當天然氣或煤氣等燃氣達到一定濃度時進行報警。 三室兩廳兩衛(wèi)戶型 所需基本功能及布防： 1．防火功能：防火功能主要是靠溫度傳感器、煙霧傳感器和燃氣傳感器來實現(xiàn)。 3．防水浸功能：防水浸功能主要是靠水浸探測器來實現(xiàn)，主要 安裝在衛(wèi)生間和廚房等可以接水用水的地方， 共 2 處布點。 本章小結(jié) 基于 arm 單片機住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 本章主要介紹了智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的需求分析，先介紹了一般的智能家居安防系統(tǒng)所需要的功能，然后再以三室兩廳兩衛(wèi)的戶型為模板進行具體的介紹，根據(jù)一般家居所需要的安防功能，如：防火防盜防水浸等方面，進行了傳感器的布置，同時對各種傳感器在智能家居安防系統(tǒng)中所起的作用進行了介紹。 方案總體設(shè)計 系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)以基于 cortex 一 M3 內(nèi)核的 STM32 微控制器為嵌入式主控制器 ,組建嵌入式控制系統(tǒng)。各種終端傳感器節(jié)點能夠采集家庭內(nèi)的溫濕度和光照度等信息 ,同時把得到的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到 控制中心 ,實現(xiàn)家庭環(huán)境實時網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測。 防災(zāi)模塊實現(xiàn)的功能是當室內(nèi)所放溫度傳感器測量的溫度值高于系統(tǒng)設(shè)置溫度的上限值或者當 MQ2 氣體傳感器檢測到空氣中含有可燃氣體元素 ,就會發(fā)報警短信 ,使用戶可以即時消滅災(zāi)害。 Cortex 一 M3 內(nèi)核微處理器使用了 ARMv7 一 M 體系結(jié)構(gòu) ,是一個可綜合的、高度 基于 arm 單片機住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 可配置的處理器。 Cortex 一 M3 處理器實現(xiàn)了 Thumb 一 2 指令集架構(gòu) ,具有很高的代碼密度 ,可降低存儲器需求 ,并能達到非常接近 2 位 ARM 指令集的性能。 （ 4） 快速的中斷處理 ,滿足高速、臨界的控制應(yīng)用 。 （ 8） 寬廣的適用范圍 :從超低成本微控制器到高性能 SoC。 STM32 系列處理器目前主要有 3 個系列 ,其中 STM32F101 是標準型系列 ,工作頻率 36MHz。 STM32F103 增強型系列的產(chǎn)品則在一定程度上提升了 32位 MCU的性能以及功效 ,此系列的 CortexM3 內(nèi)核工作頻率 72MHz,可以輕松完成高端預(yù)算 ,而外設(shè)的配也可很好的