【正文】 統(tǒng)通過(guò)采集機(jī)械能、光能、溫度差等能量，并最終轉(zhuǎn)化為電能為無(wú)線模塊供電。該公司預(yù)計(jì) 3 年內(nèi)在英國(guó)開(kāi)設(shè) 5 家智能酒店，并在 2022 年擴(kuò)展到 40 個(gè)地區(qū)。具體閾值是業(yè)主根據(jù)自己的習(xí)慣和需要來(lái)設(shè)定的。同樣在國(guó)內(nèi)，智能家居的發(fā)展也風(fēng)生水起。目前，該產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于青島市黃島開(kāi)發(fā)區(qū)的“山（1）價(jià)格：這個(gè)問(wèn)題是自智能家居發(fā)展以來(lái)人們最關(guān)心也最貼近生活的一個(gè)因素。更何況后期還需要進(jìn)行維護(hù)、更新等工作，也需要一定的費(fèi)用。（3）性能：房子一直是國(guó)內(nèi)人民的一個(gè)追求，近幾年房地產(chǎn)的發(fā)展，使得智能家居企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)，產(chǎn)品更是豐富多樣。從目前的市場(chǎng)來(lái)看，人們?cè)诋a(chǎn)品出了問(wèn)題的時(shí)候，總是不知道或者找到可以處理的人，很多人在最后選擇放棄這樣高端的“科技產(chǎn)品” 。穩(wěn)不穩(wěn)定是客戶使用產(chǎn)品最直觀的感受。 智能家居一方面是追求高品質(zhì)生活的期望，另一方面是人們對(duì)智能生活向往的具體提現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)智能家居控制系統(tǒng)能夠接入網(wǎng)絡(luò)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，并且可以通過(guò)對(duì)圖形界面參數(shù)的配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)前,需要對(duì)整體的設(shè)計(jì)流程有合理科學(xué)的規(guī)劃才能起到事倍工半的效果。在器件選擇上選用便宜,技術(shù)成熟,方便開(kāi)發(fā)的模塊。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖如下:7 / 49家 居 安 防 系 統(tǒng)照 明 控 制 系 統(tǒng)水 電 控 制 系 統(tǒng)互 聯(lián) 網(wǎng) 遠(yuǎn) 程 控 制 系 統(tǒng)環(huán) 境 控 制 系 統(tǒng)電 器 控 制 系 統(tǒng)L I N總線接口電 視 音 響 控 制 系 統(tǒng)服務(wù)器外 接 網(wǎng) 口圖 21 智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)采用基于 CMOS 攝像頭的異常監(jiān)測(cè)模塊對(duì)室內(nèi)重點(diǎn)的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控,將拍攝到的圖片通過(guò)圖像的壓縮模塊和存儲(chǔ)模塊,將圖片以 JPEG 的格式通過(guò)串口一傳送到 STM32F103 處理器。 室內(nèi)控制接口為了給用戶提供方便、快捷的近距離控制方式，中控系統(tǒng)需要支持多種通用的室內(nèi)控制接口，其中有 LCD 顯示接口，觸摸屏的輸入接口以及紅外遙控接入接口。TCP/IP 協(xié)議采用分層的結(jié)構(gòu)形式，總共分成四層，是對(duì) OSI 結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，包含應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層，它們每一層都實(shí)現(xiàn)了不同的功能模塊和通信協(xié)議，并且每一層都為上一層提供支持。TCP 連接的建立TCP 連接的建立過(guò)程：（1）發(fā)送端發(fā)送一個(gè) SYN 段指定接收端的端口，以及初始序號(hào) (ISN), （2）接收端發(fā)回一個(gè)包含該報(bào)文段初始序號(hào)的 SYN 報(bào)文段作它為對(duì)發(fā)送端的響應(yīng)，標(biāo)識(shí) SYN 給發(fā)送端，詢問(wèn)它是否可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將確認(rèn)序號(hào)設(shè)置設(shè)置成發(fā)送端的 ISN 加 l 來(lái)對(duì)發(fā)送端的 SYN 報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)；（3）發(fā)送端必須回應(yīng)一個(gè) ACK 報(bào)文段以對(duì)接收端的 SYN 報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)封裝成幀時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度必須小于這個(gè)數(shù)據(jù)字段最大長(zhǎng)度(MTU)。因此檢驗(yàn)和只對(duì)發(fā)生變化的部分進(jìn)行檢驗(yàn)。前者用來(lái)指定報(bào)文的返回地址，后者則是把收到的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給指定的應(yīng)用程序，其實(shí)源端口號(hào)字段是可選的，如果不使用的話，將其設(shè)置為 0 即可；16 位的校驗(yàn)和字段是一個(gè)錯(cuò)誤檢查域，該字段是用來(lái)保證 UDP 數(shù)據(jù)包的完整性的，是依據(jù)報(bào)文的內(nèi)容計(jì)算出來(lái)的。建立一個(gè) TCP 連接需要進(jìn)行三次握手：第一次握手源主機(jī)向目的主機(jī)發(fā)送建立連接請(qǐng)求，并等待確認(rèn)；第二次握手目的主機(jī)向源主機(jī)發(fā)送確定建立連接的消息；第三次握手源主機(jī)對(duì)目的主機(jī)進(jìn)行確認(rèn)。 主控制器的設(shè)計(jì) 芯片的選擇芯片的選擇往往影響著整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)劣,要根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)需求來(lái)謹(jǐn)慎選擇。嵌入式芯片具有高速的處理速度、豐富的片上資源和寄存器,同時(shí)軟件上有操作系統(tǒng)的支持,開(kāi)發(fā)過(guò)程比較復(fù)雜,對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境的要求也比較高。STM32 具有 32 位處理器的各個(gè)優(yōu)點(diǎn),在價(jià)格上又可以跟 16 位單片機(jī)媲美,做到真正意義上的高性價(jià)比。由圖 31 可以看出 ,STM32 具有多個(gè)系列,每個(gè)系列又有不同的芯片,都有各自的特點(diǎn)。輸出的 直接作為穩(wěn)定的直流電源給芯片提供電源，如圖 32所示。配19 / 49合 IAR EWAR、ADS、KEIL、WINARM、RealView 等集成開(kāi)發(fā)環(huán)境支持所有ARM7/ARM9/ARM11,Cortex M0/M1/M3/M4, Cortex A4/A8/A9 等內(nèi)核芯片的仿真，與 IAR,Keil 等編譯環(huán)境無(wú)縫連接，操作方便、連接方便、簡(jiǎn)單易學(xué)，是學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)ARM 最好最實(shí)用的開(kāi)發(fā)工具。 它 可 作 為 任 何 配 備 有 SPI 的 控 制 器 的 以 太 網(wǎng) 接 口 。本文23 / 49輸入電路采用 EL817 線性光耦隔離輸入，線性光耦是一種用于模擬信號(hào)隔離的光耦器件，和普通光耦一樣，線性光耦真正隔離的是電流。Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（μVision）將這些部分組合在一起。MFC 除了是一個(gè)類庫(kù)以外，還是一個(gè)框架，在 vc++里新建一個(gè) MFC 的工程，開(kāi)發(fā)環(huán)境會(huì)自動(dòng)幫你產(chǎn)生許多文件，同時(shí)它使用了 。首先，進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，在初始化完成之后嘗試連接服務(wù)器，如果連接成功標(biāo)記連接狀態(tài)后開(kāi)始進(jìn)行偵聽(tīng)上位機(jī)的命令，如果上位機(jī)有信號(hào)則進(jìn)行處理，否則讀取各傳感器的值，如果上位機(jī)嘗試連接失敗，則直接跳至此步驟。圖 43 主控制器 PCB 圖29 / 49第 5 章 總結(jié)和展望在信息高度發(fā)展的今日社會(huì)，人們對(duì)生活環(huán)境的要求比過(guò)去有了大幅度的提高，期望能夠擁有智能化的家庭生活。視頻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，目前的視頻監(jiān)控主要由單獨(dú)的監(jiān)控系統(tǒng)完成。參考文獻(xiàn)[1] 張文灼．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2022．[2] 李先允. 電力電子技術(shù)[J] .中國(guó)電力出版社， 2022.[3] 譚建成. 電機(jī)控制專用集成電路[J] .機(jī)械工業(yè)出版社，1998.[4] 譚浩強(qiáng). C ， 2022.[5] 王建光. ， 1994.[6] 郭天祥. 51 單片機(jī) C ， 2022.[7] 嚴(yán)建新. 智能家居市場(chǎng)發(fā)展分析思考[J] .中國(guó)安防，2022.[8] 張慶，[J] .計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2022.[9] 張永濤. . uIP 協(xié)議分析及其應(yīng)用[J].信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)， 2022.[10] 荊海霞. 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設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)功能，Altium Designer 對(duì)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)需求比先前的版本要高一些。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。當(dāng)主芯片收到上位機(jī)發(fā)來(lái)的控制請(qǐng)求時(shí)，便會(huì)判斷其指令，然后控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)控制的功能。21 / 49圖 38 網(wǎng)絡(luò)通信電路圖 外部硬件連接設(shè)計(jì)主控制器結(jié)合各種傳感器和執(zhí)行器才能完成相應(yīng)的功能，本系統(tǒng)的外部連接如圖 3310 所示。BOOTO = B00T1 = 1:調(diào)試模式 ,從 SRAM 里啟動(dòng)。為了使起振比較容易,在晶振兩端并聯(lián)了 1M 的電阻,具體設(shè)計(jì)如圖 34 所示。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸入電源時(shí),需要給整個(gè)系統(tǒng)供電的電壓為 12V 髙質(zhì)量穩(wěn)壓直流電源,而且為了降低電源電路設(shè)計(jì)的難度,在設(shè)計(jì)時(shí)采用 電源芯片,電源的電壓不得高于 15V。在 CM3 內(nèi)核的基礎(chǔ)上,STM32 適用于多方面的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。如果能挑選出價(jià)格較低的 32 位處理器就能滿足本課題的設(shè)計(jì)要求。之后,為了提高系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率并增強(qiáng)系統(tǒng)的兼容性,人們提出了嵌入式操作系統(tǒng)的概念。只有穩(wěn)定可靠的硬件平臺(tái)才能確保智能家居控制系統(tǒng)的正常平穩(wěn)地運(yùn)行。TCP—Transmission Control Protocol（傳輸控制協(xié)議）屬于傳輸層。它沒(méi)有計(jì)時(shí)機(jī)制、流量控制機(jī)制，也沒(méi)有錯(cuò)誤應(yīng)答、緊急數(shù)據(jù)的加速傳送等措施，只是盡力傳送數(shù)據(jù)報(bào)，如果數(shù)據(jù)傳輸失敗，數(shù)據(jù)將被丟棄而不再重傳，這就需要上層應(yīng)用來(lái)處理數(shù)據(jù)的重發(fā)、順序重組等工作，確保數(shù)據(jù)能夠可靠的傳輸。 在 IP 分組中的檢驗(yàn)和只在首部而不在數(shù)據(jù)部分心進(jìn)行。 在 IP 層的分組叫做數(shù)據(jù)報(bào)。另外，TCP 對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸是透明的，不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行解釋，對(duì)字節(jié)流的解釋工作完全交由應(yīng)用層來(lái)完成。安防系統(tǒng)、三表抄送系統(tǒng)和家電控制系統(tǒng)中的各種類型的設(shè)備分別采用不同的接口接入中央控制系統(tǒng)，由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。 遠(yuǎn)程控制接口隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷普及，使得互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深入到人們生活的每個(gè)角落，智能家居系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程控制能力，已經(jīng)成為家居系統(tǒng)必須具備的功能。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)時(shí)就必須結(jié)構(gòu)合理,穩(wěn)定可靠軟硬件資源,各個(gè)環(huán)節(jié)使用成熟的技術(shù)。（2）價(jià)格便宜智能化居家產(chǎn)品發(fā)展了 10 多年,在我國(guó)使用率并不高,其中很重要的原因是價(jià)格過(guò)于昂貴,并不是普通家庭所能夠消費(fèi)的起。因此在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)之前,必須明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和原則,需要釆用哪些成熟的技術(shù),以及這些技術(shù)各自的特點(diǎn)。（4）如何實(shí)現(xiàn)客戶終端對(duì)遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)備的訪問(wèn)和控制功能:包括系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，控制傳感器進(jìn)行溫度濕度的采集，打開(kāi)或關(guān)閉空調(diào)燈光等電器，讀取水電氣表的數(shù)據(jù)。 （5）服務(wù)完善化。建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有利于新產(chǎn)品在舊版本的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步改進(jìn)，形成良性的發(fā)展過(guò)程。在前期，需要工作人員進(jìn)行安裝，有些產(chǎn)品還需要對(duì)房子進(jìn)行重新布線；在后期，需要進(jìn)行產(chǎn)品維護(hù)。智能家居不僅使用到網(wǎng)絡(luò)通信知識(shí)，還涉及到自動(dòng)控制、綜合布線、安全防范等多個(gè)領(lǐng)域，它必須采用不同領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)于一個(gè)三室一廳的房子來(lái)說(shuō)，至少需要四五個(gè)，再加上其他一些設(shè)備，很容易就變成上千元。但回3 / 49頭看看，智能家居的發(fā)展并不如人們的預(yù)期那樣迅速和完善。海爾 Uhome 是海爾集團(tuán)推出了將有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)的智能家居方案，通過(guò)傳感設(shè)備把所有設(shè)備連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物與物之間的相連。本田公司已與松下、西門(mén)子等公司成為合作伙伴，致力于建設(shè)下一代的綠色節(jié)能家庭，并在 2020 年實(shí)現(xiàn)零能耗狀態(tài)的目標(biāo)。令人矚目的是，該智能家居系統(tǒng)可以通過(guò)節(jié)能探測(cè)器有效減少損失節(jié)約能源。總理酒店作為智能化旅店的代名詞，將為客人提供個(gè)性化服務(wù)，內(nèi)部配備免費(fèi)的 WiFi、40 英寸智能電視等智能化設(shè)備。德國(guó)易能森有限公司（EnOcean）成立于 2022 年，由西門(mén)子無(wú)線無(wú)源部門(mén)剝離出來(lái)。上班一族可以在工作的時(shí)候時(shí)時(shí)監(jiān)控家里，不必?fù)?dān)心住所遭遇非法入侵；回家之前可以提前設(shè)置好室內(nèi)環(huán)境，到家后就迅速感受舒適的生活；冬天的時(shí)候，再也不用為哪個(gè)房間的燈沒(méi)有關(guān)而悔恨不已。在這個(gè)概念的基礎(chǔ)上，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于家居設(shè)備中，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施將用戶和這些無(wú)法表達(dá)的物體聯(lián)系起來(lái)。雖然各大電器生產(chǎn)商也推出了相應(yīng)的產(chǎn)品，但在實(shí)際應(yīng)用中的效果差強(qiáng)人意。對(duì)于住宅，人們除了關(guān)注房屋的大小、外觀、安全性，還希望得到更高層次的體驗(yàn)和享受。s most extensive work of application. the stability of the inter and work bandwidth had great development, the Inter provide all kinds of service of all aspects of people39。通過(guò)智能家居人們可以方便地控制家電，同時(shí)又能獲得安全。考慮到近些年互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為全球應(yīng)用范圍最廣、使用用戶最多的廣域網(wǎng)，并且網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性和網(wǎng)絡(luò)帶寬都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，由互聯(lián)網(wǎng)提供的各種服務(wù)已經(jīng)深入到人們生活的方方面面，因此將智能家居系統(tǒng)同互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，為用戶提供遠(yuǎn)程控制服務(wù)，延伸智能家居系統(tǒng)的使用空間，已經(jīng)成為智能家居系統(tǒng)發(fā)展的一種趨勢(shì)。The remote control 。那么如何通過(guò)不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通訊設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)家居智能化，便成了當(dāng)今科技領(lǐng)域努力的方向。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)巨大智能網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)將各種信息傳感設(shè)備和系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。智能家居（Smart Home）可以稱