【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(huì)的發(fā)展 ,日益影響到人們的日常生活。對(duì) 作為整個(gè)系統(tǒng)的處理器 的 stm32 芯片的功能， 傳 感器 型號(hào)的選擇和其工作原理 ，組成系統(tǒng)的各個(gè)硬 件模塊和軟件模塊進(jìn)行了介紹， 詳細(xì)闡述了它們的的工作原理和工作流程。 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 第 I 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 智能家居是使用居民住宅作為平臺(tái)，并使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)把和家居生活相關(guān)的設(shè)施通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，能夠?yàn)榫用裉峁└踩?、舒適、有效和便利的居住環(huán)境。 最后 經(jīng)過(guò)測(cè)試表明，系統(tǒng)整體可行。一個(gè)最明顯的表現(xiàn)就是計(jì)算機(jī)和信息家電在人們的日常生活中發(fā)揮越來(lái)越重要作用。智能家居系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求進(jìn)行裁剪或增加 ,具有良好的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。這樣 ,作為社會(huì)組成基本單元之一的家庭 ,幾乎成為信息時(shí)代的孤島。中央微處理器必須通過(guò)一種或多種介質(zhì)來(lái)控制家中的電子電器產(chǎn)品 ,這些介質(zhì)既可以是手機(jī)、鍵盤(pán) ,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(gè)意義上發(fā)展起來(lái)的，它是電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(shí)發(fā)現(xiàn)犯罪分子的作案時(shí)間和地點(diǎn)，所 以對(duì)預(yù)防犯罪相當(dāng)有效。如何建立一個(gè)效率高、成本低的智能家居系統(tǒng) ,己經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題。系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合的遠(yuǎn)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(kāi)發(fā)工作提供了良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。那么，什么是智能化家居？ 幾年前一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)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(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 3 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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(dá)國(guó)家 ,智能化的居住小區(qū)己經(jīng)形成了規(guī)模 ,國(guó)際上也已經(jīng)制定了相關(guān)的一些質(zhì)量認(rèn)證體系 ,而這些就我們過(guò)家的技術(shù)水平和先進(jìn)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(jìn)行在線軟件升級(jí)。其家居控制系統(tǒng)是把被控制的設(shè)備群視為一個(gè)有機(jī)的整體 ,既對(duì)它們分別進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的有針對(duì)性的控制 ,又能協(xié)調(diào)它們共同完成某項(xiàng)工作 ,所以功能非常強(qiáng)大 ,而且質(zhì)量可靠。近年來(lái) ,人們對(duì)智能小區(qū)的熱情空前高漲 ,一時(shí)間全國(guó)上下許多大中城市的房地產(chǎn)商都將自己開(kāi)發(fā)興建的住宅小區(qū)標(biāo)以 “智能小區(qū) ”,智能住宅成了房地產(chǎn)商開(kāi)發(fā)銷售的 熱點(diǎn)和賣點(diǎn)。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(gè)嶄新的空間。同時(shí)其所擁有的智能家居一鍵購(gòu)買功能，可以手機(jī)上輕松一點(diǎn)，便擁有最新的智能家居產(chǎn)品。與微軟達(dá)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(huì)上 ,科龍集團(tuán)為大家展現(xiàn)了 “科龍?zhí)斓?”,“科龍?zhí)斓?”是一項(xiàng)能有效的集成遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)控制、家電遠(yuǎn)程故障診斷及維護(hù)、家電智能控制和家庭娛樂(lè)諸項(xiàng)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(gè)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(guó)外較成熟的智能家居經(jīng)驗(yàn) ,以功能模塊開(kāi)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(gè)性化。 （ 4） 模塊化 :基于標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)范 ,設(shè)計(jì)獨(dú)立的功能模塊 ,增強(qiáng) 系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性 ,簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成的過(guò)程 ,而這正是嵌入式系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)所在。 （ 7） 嵌入式 :嵌入式技術(shù)是指設(shè)備通過(guò)嵌入式模塊 ,而并非 PC 系統(tǒng) ,直接接入Intemet 實(shí)現(xiàn)信息交互的過(guò)程 ,或者通過(guò) 移動(dòng)通信模塊 ,直接接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交互的過(guò)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(shí)的聲光報(bào)警 和報(bào)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(bào)警器和各傳感器的類型 （ 2）對(duì)各傳感器進(jìn)行閾值規(guī)定，如煙霧探測(cè)器、破碎探測(cè)器等，一旦有事故發(fā)生，達(dá)到設(shè)定閾值，就會(huì)有相應(yīng)的傳感器動(dòng)作，聲光報(bào)警器發(fā)出 警報(bào)，若報(bào)警后無(wú)人手動(dòng)關(guān)閉聲光報(bào)警器，報(bào)警器將會(huì)一直報(bào)警動(dòng)作。本章主要介紹了課題的研究背景及意義， 通過(guò)對(duì)比分析各個(gè)公司的智能家居的情況，闡述了 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r，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(kāi)發(fā)板， 初始模式 和 報(bào)警界面 在實(shí)物上的演示，以及 故障追憶 功能和清 屏 功能的演示 ，驗(yàn)證的該系 統(tǒng)的可行性。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 控制：就地控制、多點(diǎn)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(qiáng)電方式，即安全又智能，可以用遙控、定時(shí)等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)在家里飲水機(jī)、插座、空調(diào)、地暖 、投影機(jī)、新風(fēng)系統(tǒng)等進(jìn)行智能控制，避免飲水機(jī)在夜晚反復(fù)加熱影響水質(zhì)，在外出時(shí)斷開(kāi)插排通電，避免電器發(fā)熱引發(fā)安全隱患；以及對(duì)空調(diào)地暖進(jìn)行定時(shí)或者遠(yuǎn)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(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉電路，避免不必要的浪費(fèi)和電氣老化引起 的火災(zāi)。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 安全：安防系統(tǒng)可以對(duì)陌生人入侵、煤氣泄漏、火災(zāi)等情況提前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通知主人； （ 2） 簡(jiǎn)單：操作非常簡(jiǎn)單可以通過(guò)遙控器或者門(mén)口控制器進(jìn)行布防或者撤防。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 獨(dú)特：與傳統(tǒng)音樂(lè)不同，專業(yè)針對(duì)家庭進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5． 智能視頻共享 視頻共享系統(tǒng)是將數(shù)字電視機(jī)頂盒、 DVD 機(jī)、錄像機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)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(gè)房間的電視機(jī)共享家庭影音庫(kù)，并可以通過(guò)遙控器選擇自己喜歡的音源進(jìn)行觀看，采用這樣的方式既可以讓電視機(jī)共享音視頻設(shè)備，又不需要重復(fù)購(gòu)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(duì)講系統(tǒng) 可視對(duì)講產(chǎn)品已比較成熟，成熟案例隨處可見(jiàn)，這其中有大型聯(lián)網(wǎng)對(duì)講系統(tǒng)，也有單獨(dú)的對(duì)講系統(tǒng)，比如別墅用的，其中有分一拖一、二、三等；一般實(shí)現(xiàn)的功能是可以呼叫、可視、對(duì)講等功能，但是通過(guò) “品奇居 ”的整合部已經(jīng)將很多不同平臺(tái)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，增強(qiáng)了整套系統(tǒng)控制部分的優(yōu)勢(shì)，讓室內(nèi)主機(jī)也可以控制家里的燈光和電器了。說(shuō) “鎮(zhèn)宅之寶 ”一點(diǎn)也不為過(guò)，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(shí)現(xiàn)家居安防的報(bào)警點(diǎn)的等級(jí)布防，采用邏輯判斷，避免系統(tǒng)誤報(bào)警；遙控器或鍵盤(pán)對(duì)系統(tǒng)布防、撤防，發(fā)生報(bào)警，系統(tǒng)自動(dòng)確認(rèn)報(bào)警信息、狀態(tài)及位置，報(bào)警時(shí)能夠自動(dòng)強(qiáng)制占線。 3． 報(bào)警管理顯示功能 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 11 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 離家模式即防盜報(bào)警狀態(tài)，防止非法入侵，管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)接收?qǐng)?bào)警信號(hào)，自動(dòng)顯示報(bào)警住戶號(hào)和報(bào)警類型，并自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)信息存檔。 6． 警情后控制處理 當(dāng)家中有非法入侵者或者煤氣泄漏時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)撥打電話、發(fā)送短信、彩信、抓拍圖片并 Email到指定用戶手機(jī)！用戶收到電話短信時(shí)可以第一時(shí)間用手機(jī)電腦查看家中監(jiān)控畫(huà)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(jià)位相對(duì)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(fèi)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(cè)器等。統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)備配置清單如表 所示。 4． 破碎探測(cè)器 *6：主要安裝在靠近玻璃位置，通過(guò)檢測(cè)玻璃破碎的高頻聲而報(bào)警。 7． 燃?xì)馓綔y(cè)器 *1：安裝在廚房，當(dāng)天然氣或煤氣等燃?xì)膺_(dá)到一定濃度時(shí)進(jìn)行報(bào)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?xì)鈧鞲衅鱽?lái)實(shí)現(xiàn)。 3．防水浸功能：防水浸功能主要是靠水浸探測(cè)器來(lái)實(shí)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(diǎn)。 本章小結(jié) 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 14 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 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(jìn)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(jìn)行了傳感器的布置，同時(shí)對(duì)各種傳感器在智能家居安防系統(tǒng)中所起的作用進(jìn)行了介紹。 方案總體設(shè)計(jì) 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(diǎn)能夠采集家庭內(nèi)的溫濕度和光照度等信息 ,同時(shí)把得到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到 控制中心 ,實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)。 防災(zāi)模塊實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)室內(nèi)所放溫度傳感器測(cè)量的溫度值高于系統(tǒng)設(shè)置溫度的上限值或者當(dāng) MQ2 氣體傳感器檢測(cè)到空氣中含有可燃?xì)怏w元素 ,就會(huì)發(fā)報(bào)警短信 ,使用戶可以即時(shí)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(gè)可綜合的、高度 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 16 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 可配置的處理器。 Cortex 一 M3 處理器實(shí)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(chǔ)器需求 ,并能達(dá)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(gè)系列 ,其中 STM32F101 是標(biāo)準(zhǔn)型系列 ,工作頻率 36MHz。 STM32F103 增強(qiáng)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