【正文】 它能將電能、機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換。 此外 ,STM32F103 還具有 2 個(gè) 12 位的 us 級(jí)的 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,12 通道 DMA 控制器 ,多達(dá) 11 個(gè)定時(shí)器等片上資源 ,為將來(lái)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和性能的提升提供了可能。 STM32F103 是增強(qiáng)型系列 ,工作頻率 72MHz,并且?guī)в懈嗟钠瑑?nèi) RAM 以及更豐富的外設(shè) 。它包含一個(gè)高效的哈佛結(jié)構(gòu)三級(jí)流水線 ,可提供 性能。 第三章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 在以三室兩廳兩衛(wèi) 戶型 為研究對(duì)象的基礎(chǔ)上，為了可以更加明確的確定本系統(tǒng)的功能組成， 突出 本系統(tǒng)的功能化和模塊化的 特點(diǎn)。 5． 水浸探測(cè)器 *2：安裝在衛(wèi)生間和廚房等可以接水用水的地方，防止水漫，當(dāng)水位 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 超過(guò)地面一定高度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。 4． 預(yù)設(shè)報(bào)警功能 智能安防系統(tǒng)可預(yù)設(shè)報(bào)警電話。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 簡(jiǎn)單：布線簡(jiǎn)單，一根線可以傳輸多種視頻信號(hào)，操作更方便。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 方便：就地控制、場(chǎng)景控制、遙控控制、電話電腦遠(yuǎn)程控制、手機(jī)控制等。 （ 3）每發(fā)生一次聲光報(bào)警，則 記錄 時(shí)間、地點(diǎn)、事故原因（火災(zāi)引起、門禁引 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 起、 水浸 引起） 等 。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)化 :基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合應(yīng)用 ,包括物業(yè)管理、安防、商務(wù)等。目前 ,海爾公司己經(jīng)推出了一系列的信息 創(chuàng)新 產(chǎn)品 ,例 ， 智慧家電系列：智能冰箱、智能空調(diào)、智能酒柜、智能烤箱、智能洗衣機(jī)、智能電熱水器、智能燃?xì)鉄崴?。整個(gè)控制系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)設(shè)備及功能的模塊化 ,組建系統(tǒng)非常靈活、易升級(jí)、易擴(kuò)展、性價(jià)比極高。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 國(guó)外在智能家居方面起步較早 ,再加上其微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù) 等較國(guó)內(nèi)都領(lǐng)先很多 ,所以在智能家居系統(tǒng)的理論上 ,以及與之配套的產(chǎn)品 ,尤其是智能家電、信息家電產(chǎn)品的生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)制定上都具有很多優(yōu)勢(shì) ,普及程度和人們的認(rèn) 同度也比較高 自從世界上第 1 幢智能建筑 1984 年在美國(guó)出現(xiàn)后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案 ,并有著廣泛地應(yīng)用 和發(fā)展 。消費(fèi)者通過(guò)這些介質(zhì)來(lái)發(fā)送信號(hào)至中央微處理器 ,或接受來(lái)自中央微處理器的信號(hào)。 系統(tǒng)具有聲光報(bào)警功能、故障追憶功能、報(bào)警信息顯示功能等，其中通過(guò)信息存儲(chǔ)讀取和 ucGUI 圖形庫(kù)的移植相結(jié)合的方法使得故障追憶功能得以實(shí)現(xiàn)與為本系統(tǒng)的重點(diǎn)所在。智能家居 (Smart Home)系統(tǒng)廣泛使用各項(xiàng)高新技術(shù) ,以達(dá)到實(shí)現(xiàn)智能化、人本化的集成型家居系統(tǒng)的目的。 安全防范技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品是預(yù)防和打擊犯罪以及預(yù)防災(zāi)害事故發(fā)生的銳利武器，是社會(huì)治安綜合治理的重要內(nèi)容，它將使我們逐步告別一把鎖頭保平安的時(shí)代。美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)于 1988 年編制了第 1 個(gè)適用于家庭住宅的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即《家庭自動(dòng)化系統(tǒng)與通訊標(biāo)準(zhǔn)》也有稱之為家庭總線系標(biāo)準(zhǔn)（ HBS）；我國(guó)也從 1997年初開(kāi)始制定《小康住宅電氣設(shè)計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)）導(dǎo)則》（討論稿）在《導(dǎo)則》中規(guī)定了小康住宅小區(qū)電氣設(shè)計(jì)總體上應(yīng)滿足以下要求：高度的安全性，舒適的生活環(huán)境，便利的通訊方式，綜合的信息服務(wù)，家庭智能化系統(tǒng)。 從設(shè)計(jì)思想和技術(shù)角度分析 ,國(guó)內(nèi)廠家主要有二個(gè)方向 :一是基于 PC 平臺(tái)的家庭安防系統(tǒng) ,以聯(lián)想集團(tuán)的家居安防系統(tǒng)為代表 。家庭操作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了既有實(shí) 時(shí)性又具備常規(guī) Linux系統(tǒng)完全自主的用戶環(huán)境。安全、舒適的休閑、工作環(huán)境是主要的目的。 第三章： 本章詳細(xì)介紹了本安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，包括其整體的拓?fù)鋱D，功能介紹，傳感器的選型，各模塊，如，時(shí)鐘模塊、聲光報(bào)警模塊、顯示模塊等的詳細(xì)工作原理和 和原理圖 介紹。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)己經(jīng)廣泛地存在于銀行、商場(chǎng)、車站和交通路口等公共場(chǎng)所，但實(shí)際的監(jiān)控任務(wù)仍需要較多的人工完成，而且現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常只是錄制視頻圖像，提供的 信息是沒(méi)有經(jīng)過(guò)解釋的視頻圖像，只能用作事后取證，沒(méi)有充分發(fā)揮監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和主動(dòng)性。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 簡(jiǎn)單：操作非常簡(jiǎn)單，一鍵可以啟動(dòng)場(chǎng)景，如音樂(lè)模式、試聽(tīng)模式、卡拉OK、電影模式等。三室兩廳兩衛(wèi)平面圖如圖 所示，以此為主體設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)。 三室兩廳兩衛(wèi)住宅 模型 分析 本文全篇是以傳統(tǒng)的三室兩廳兩衛(wèi)戶型為研究對(duì) 象來(lái)進(jìn)行。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 . 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 15 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本系 統(tǒng)通過(guò) 27 個(gè)傳感器對(duì)室內(nèi)的各個(gè)部分進(jìn)行監(jiān)控，傳感器動(dòng)作傳輸電平信號(hào) ，通過(guò)濾波整形電路標(biāo)準(zhǔn)串行口通信接口發(fā)送到 stm32 處理器，處理器分析判斷后確定是否執(zhí)行動(dòng)作，讓顯示屏顯示和蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。 （ 2） 完整的電源管理 ,很低的功耗 。在STM32全系列的產(chǎn)品中 ,不僅有適合需要少量存儲(chǔ)空間以及引腳的處理器 ,也有能滿足需要較多存儲(chǔ)空 間及引腳的處理器 。 AHB和高速 APB的最高頻率是 72MHz，低速 APB的最高頻率為 36MHz。 圖 玻璃破碎傳感器 應(yīng)用電路的框圖 傳感器的阻抗較高，故放大器之前可加一級(jí)跟隨器，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)一帶通濾器，將有用信號(hào)與電壓比較器的閥值電壓比較，以防止其它振動(dòng)輸入而造成誤報(bào)。 VSSA， VDDA = ～ ：為 ADC、復(fù)位模塊、 RC振蕩器和 PLL的模擬部分提供供電。具體選用了意法半導(dǎo)體公司的 STM32F103 微控制器 ,針對(duì)本嵌入式系統(tǒng)要求 ,其具有以下特點(diǎn) : (1)最高工作頻率 72MHz,滿足嵌入式操作系統(tǒng)及圖像處理程序?qū)μ幚砥鬟\(yùn)算速 度的要求 。 （ 8） 寬廣的適用范圍 :從超低成本微控制器到高性能 SoC。 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。 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)。統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)備配置清單如表 所示。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。 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)。 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。 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。 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。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。 （ 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)。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。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。 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。與此同時(shí) ,各種信息家電的出現(xiàn) ,使得品種日益增多 ,反而分散了人們的控制范圍 ,這種分散控制勢(shì)必會(huì)給人們帶來(lái)不便。由此可見(jiàn) ,智能家居正日益進(jìn)入人們的日常生活。國(guó)外智能家居系統(tǒng)中比較有代表性的有 : （ 1） NEYWELL 公司的智能家庭產(chǎn)品 :它可以通過(guò)設(shè)在家庭內(nèi)的控制主板、電話或連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)來(lái)監(jiān)控智能家居的保安系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、智能家用設(shè)備和智能溫控設(shè)備。且支持設(shè)備分享，可以授權(quán)給朋友和家人使用，讓他們一同感受。 系統(tǒng)可以提供遠(yuǎn)程控制、窗簾控制、家政安保、環(huán)境設(shè)置、家電管理和智能調(diào)光等功能。 本課題的研究思路是按照系統(tǒng)劃分，分為硬件部分和軟件部分。 智能家居 系統(tǒng)的需求分析 1． 智能燈光控制 實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的智能管理，可以用遙控等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的遙控開(kāi)關(guān)，調(diào)光，全開(kāi)全關(guān)及 “會(huì)客、影院 ”等多種一鍵式燈光場(chǎng)景效果的實(shí)現(xiàn)；并可用定時(shí)控制、電話遠(yuǎn)程控制、電腦本 地及互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制等多種控制方式實(shí)現(xiàn)功能，從而達(dá)到智能照明的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的功能。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在家庭任何一間房子里，比如花園、客廳、臥室、酒吧、廚房或衛(wèi)生間，可以將 MP FM、 DVD、電腦等多種音源進(jìn)行系統(tǒng)組合讓每個(gè)房間都能聽(tīng)到美妙的背景音樂(lè)，音樂(lè)系統(tǒng)即可以美化空間，又起到很好的裝飾作用。 智能家居安防 功能 需求 智能家居是一個(gè)整體的系統(tǒng)，其包含很多的方面，而安防就是其中一個(gè)不可或缺的角色。客廳安裝溫度、煙霧探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警裝置及中心控制器，臥室安裝溫度、煙霧探測(cè)器及手動(dòng)報(bào)警裝置，書(shū)房安裝溫度、煙霧探測(cè)器，廚房安裝溫度、燃?xì)?、水浸探測(cè)器，衛(wèi)生間安裝溫度、水浸探測(cè)器，入戶門安裝門磁探測(cè)器，窗邊安裝玻璃破碎探測(cè)器，外墻四周安裝紅外對(duì)射探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)周界防范。其中，門磁探測(cè)器安裝在門及門框上，共一處布點(diǎn)；破碎探測(cè)器安裝在靠近玻璃位置，共 6 處布點(diǎn)；紅外探測(cè)器主要安裝在 窗戶和陽(yáng)臺(tái)附近，此處是安裝在整個(gè)房子的四角，共 4 處布點(diǎn)。讓戶主可以直觀的了解家里的情況。 （ 7） 沒(méi)有匯編代碼要求 ,簡(jiǎn)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 。 綜上所述 ,通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng) ARM 處理器和傳統(tǒng) 51 單片機(jī)的性能 ,本系統(tǒng)最終選用了基于 Cortex 一 M3 內(nèi)核的 微處理器。 電源供電電路： VDD = ～ ： VDD引腳為 I/O引腳和內(nèi)部調(diào)壓器供電。經(jīng)比較器后的信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)帶動(dòng)繼電器、報(bào)警器或其它裝置。參考圖 2的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)框圖。不僅有適用于高性能應(yīng)用的處理器 ,也有可以滿足低功耗要求的處理器 。 （ 3） 突出的處理器性能 ,可滿足挑戰(zhàn)性的應(yīng)用需 求 。 家庭終端模塊要擺放在家中合適位置 ,一方面方便并且有利于各類傳感器采集數(shù)據(jù)信息 ,另一方面 ,節(jié)點(diǎn)放置盡量避開(kāi)容易被災(zāi)害泱及的區(qū)域保證在突發(fā)事件發(fā)生下系統(tǒng)能盡可能的長(zhǎng)時(shí)間工作 ,避免信號(hào)強(qiáng)度弱 ,影響系統(tǒng)的正常信息傳送或者不必要的能源消耗。因?yàn)?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，根據(jù)現(xiàn)階段住宅規(guī)格，以 三室兩廳兩衛(wèi) 為 對(duì)象 的 設(shè)計(jì)可以涵蓋所有基本戶型，在應(yīng)用時(shí)用戶可根據(jù)自身需要增減相應(yīng)模塊，以滿足不同房屋布局的安防要求。 2 1 . 5 m m x 7 . 5 m m廚 廚廚 廚廚 廚廚 廚 廚廚 廚 廚 廚廚 廚廚 廚 圖 三室兩廳兩衛(wèi)平面圖 基于 arm 單片機(jī)住宅監(jiān)控系統(tǒng) 共 49 頁(yè) 第 12 頁(yè)