【正文】 ...............................................15 UIP 協(xié)議 .............................................................15第 3 章 硬件設(shè)計(jì) ...........................................17 主控制器的設(shè)計(jì) .................................................17 芯片的選擇 ...........................................................17 主要電路的介紹 .......................................................18第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ...........................................25 軟件介紹 .......................................................25 STM32 編程工具 .......................................................25 VC++編程工具 .........................................................25 Altium Desinger 軟件 .................................................25 程序設(shè)計(jì) .......................................................26 主控制器程序設(shè)計(jì) .....................................................26 VC++程序設(shè)計(jì) .........................................................28 Altium Designer 電路板設(shè)計(jì) ...........................................29第 5 章 總結(jié)和展望 .........................................30參考文獻(xiàn) ..................................................31致 謝 ....................................................32附錄 A ENC28J60 功能實(shí)現(xiàn)程序 ...............................33附錄 B LWIP 協(xié)議移植部分程序 ...............................36 第 1 章 緒論 智能家居系統(tǒng)研究的目的和意義 隨著信息時(shí)代的到來及高速發(fā)展，電子產(chǎn)品在日常生活中的應(yīng)用給人們帶來的便利與快捷是有目共睹的。近幾年，智能家居的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)的住房概念，給人們帶來了與眾不同的家居體驗(yàn)。如今人們的追求不再停留在單純的物質(zhì)上，對精神世界的尋求也日益增加。簡單來說，設(shè)備以中介的作用聯(lián)系了物與物、人與物從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。近幾年，這一領(lǐng)域發(fā)展迅猛，各大國際公司都爭相提出相關(guān)方案或者設(shè)計(jì)出具體產(chǎn)品。業(yè)主可以通過手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、WiFi 等設(shè)備設(shè)置和控制電動(dòng)窗簾、空調(diào)等家電，并提供電子日歷和不同場景。2022 年 7 月的中國國際消費(fèi)電子博覽會(huì)上，海爾憑借人性化的服務(wù)、超前的設(shè)計(jì)理念斬獲創(chuàng)新獎(jiǎng)。比如一個(gè)簡單的智能插座大概上百元，看起來確實(shí)不貴。 （4）服務(wù)：智能家居也算是一種特殊的行業(yè)，它不像食物、生活用品等，可以直接使用。低碳環(huán)保的產(chǎn)品是未來的主旋律，包括智能家居這個(gè)新的領(lǐng)域。第 2 章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本論文主要是根據(jù)國內(nèi)市場需要,設(shè)計(jì)一套廉價(jià)實(shí)用的智能家居控制系統(tǒng)。（4）可靠性強(qiáng)一個(gè)成熟優(yōu)秀的系統(tǒng)必須具有良好的可靠性,本論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)也必須滿足這個(gè)客觀規(guī)律。其中安防系統(tǒng)是通過在出入口安裝紅外探測器，當(dāng)有人非法入侵時(shí)，可以發(fā)送報(bào)警信號(hào)觸發(fā)聲光報(bào)警器，提示用戶有異常情況發(fā)生；采用煤氣探測器來檢測煤氣濃度，判斷煤氣是否發(fā)生泄漏，若有異常則發(fā)出報(bào)警，控制系統(tǒng)則采取必要措施消除隱患；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對模擬量和開關(guān)量進(jìn)行采集，在該系統(tǒng)中采用溫度濕度傳感器對室內(nèi)的溫度濕度進(jìn)行采集，在此選擇了檢測元件為鉑電阻的溫度傳感器和測量元件為有阻性輸送聚合物的濕度傳感器，傳感器通過模擬輸入接口接入控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)的采集和傳輸，開關(guān)量通過開關(guān)量輸入/輸出接入控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)對空調(diào)、照明燈具和電動(dòng)窗簾等家電設(shè)備開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)控和控制；家電控制系統(tǒng)由空調(diào)、照明燈具和電動(dòng)窗簾等家用裝置組成，來執(zhí)行最后的功能，改變室內(nèi)的溫度濕度，改變燈光的強(qiáng)度，窗簾的狀態(tài)；9 / 49三表抄送系統(tǒng)通過串口同中央控制系統(tǒng)相連，根據(jù)控制指令讀取數(shù)字水電氣表的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到顯示終端，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化抄表的功能。 IP 協(xié)議 IP 是不可靠的無連接協(xié)議，負(fù)責(zé)源點(diǎn)到終點(diǎn)的交付。 UDP 協(xié)議UDP 協(xié)議是 TCP/IP 協(xié)議棧中的一個(gè)主機(jī)到主機(jī)的協(xié)議，它提供了一種基本的、低延時(shí)的、簡單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。第 3 章 硬件設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)硬件平臺(tái)是系統(tǒng)開發(fā)成功與否的關(guān)鍵。但在價(jià)格上,存在不確定因素。系統(tǒng)的電源負(fù)責(zé)給整個(gè)控制平臺(tái)提供電能,它設(shè)計(jì)是否穩(wěn)定,決定了整個(gè)系統(tǒng)是否能夠正常地運(yùn)行。BOOTO=B00T1 =0: 系統(tǒng)從存儲(chǔ)器里啟動(dòng) 。主控制器的 PC12 引腳連接外部的照明系統(tǒng)；PC11 引腳控制窗簾的開合； PC10 引腳控制著門禁系統(tǒng)。該平臺(tái)拓寬了板級設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界面，全面集成了 FPGA 設(shè)計(jì)功能和 SOPC 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計(jì)人員能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的 FPGA 與 PCB 設(shè)計(jì)及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。經(jīng)過實(shí)際測試，主控制器能夠準(zhǔn)確地測量環(huán)境變量，實(shí)現(xiàn)對家電進(jìn)行控制。在這里向王老師表示最真摯的謝意。 dat = op | (address amp。 } ENC28J60_CSH()。在本論文順利完成的時(shí)候，向所有關(guān)心、指導(dǎo)和幫助過我的老師、同學(xué)和親友們致以最衷心的感謝! 首先我要感謝我的指導(dǎo)老師王琦老師，感謝王老師一直以來給我的關(guān)心和指導(dǎo)。安全高效、舒適便捷的智能家居系統(tǒng)滿足了人們在家居生活上的希冀。xx 是版本，它封裝了 mfc 內(nèi)核，所以在代碼看不到原本的 SDK編程中的消息循環(huán)等等東西，因?yàn)檫@些都由 MFC 框架封裝好了，這樣用戶就可以專心的考慮程序的邏輯，而不是這些每次編程都要重復(fù)的東西，但是由于是通用框架，沒有最好的針對性，當(dāng)然也就喪失了一些靈活性和效率但是 MFC 的封裝很淺，所以效率上損失不大。線性光耦能夠保護(hù)被測試對象和測試電路，并減小環(huán)境干擾對測試電路的影響。用于給控制器升級程序非常方便。其中具有以太網(wǎng)功能的有:STM32F1 系列的互聯(lián)型產(chǎn)品、STM32F2 系列以及STM32F4 系列。相對于平時(shí)使用的個(gè)人計(jì)算機(jī),它又有所不同,更注重專用性,具有精簡的硬件資源。這期間需要發(fā)送不同的 SYN 報(bào)文和 ISN 序列號(hào)。普通的 IP 首部長為 20 個(gè)字節(jié)，除非含有選項(xiàng)字段。TCP 連接的終止TCP 連接是一個(gè)全雙工的數(shù)據(jù)傳輸方式，在這兩個(gè)方向上的數(shù)據(jù)傳輸需要單獨(dú)的進(jìn)行關(guān)閉，當(dāng)一方數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，需要向?qū)Ψ桨l(fā)送一個(gè) FIN 信息，結(jié)束這個(gè)方向的連接，當(dāng)一方收到一個(gè) FIN（發(fā)送結(jié)束符）時(shí)，就說明在這個(gè)方向上已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)流動(dòng)，就必須告知應(yīng)用層連接已斷開，因此結(jié)束一個(gè) TCP 連接需要四次握手。其中 LCD 接口是比較常見的用于圖形界面顯示的接口，并且在現(xiàn)行的微處理器上，都集成了該接口，簡化了硬件電路的設(shè)計(jì)，為系統(tǒng)的開發(fā)帶來了便利；觸摸屏作為輸入設(shè)備已經(jīng)成為嵌入式設(shè)備應(yīng)用的焦點(diǎn)，考慮到家居系統(tǒng)中控制按鈕的種類繁多，按鈕的形式和要求各不相同，因此在 LCD（液晶顯示器）上根據(jù)不同的場景，提供不同的觸摸屏按鍵輸入是符合智能家居系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用需要的。選擇高性價(jià)比芯片和開源的軟件。（1）安防系統(tǒng)：紅外探測器能夠檢測到非法入侵，啟動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)；煤氣探測器可以探測到煤氣泄漏的異常，進(jìn)而啟動(dòng)報(bào)警器。如果一個(gè)產(chǎn)品花費(fèi)大把時(shí)間安裝完成，但在使用的第二天就出現(xiàn)奇奇怪怪的問題，這樣的體驗(yàn)是任何人都不想要的。國內(nèi)的不少企業(yè)也是下足了血本將產(chǎn)品宣傳地天花亂墜，但真正到了消費(fèi)者的手中，卻是天上地下。即使這樣，價(jià)格問題依然沒有得到徹底解決。自從國家十二五規(guī)劃中對物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域的出臺(tái)，公告中明確提出了智能家居作為 9 個(gè)重點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域之一后，這一趨勢更是勢不可擋，但主要還是集中在發(fā)展較好的城市。 提到智能家居，不得不提的是 Honeywell（霍尼韋爾） 。 雖然，現(xiàn)在智能家居的發(fā)展腳步并不如人們事先預(yù)想的那樣迅速。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。The remote control 。通過智能家居人們可以方便地控制家電，同時(shí)又能獲得安全。對于住宅，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。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，就可以通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施將用戶和這些無法表達(dá)的物體聯(lián)系起來。德國易能森有限公司（EnOcean）成立于 2022 年，由西門子無線無源部門剝離出來。令人矚目的是，該智能家居系統(tǒng)可以通過節(jié)能探測器有效減少損失節(jié)約能源。海爾 Uhome 是海爾集團(tuán)推出了將有線和無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來的智能家居方案，通過傳感設(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。但對于一個(gè)三室一廳的房子來說，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。在前期，需要工作人員進(jìn)行安裝，有些產(chǎn)品還需要對房子進(jìn)行重新布線；在后期，需要進(jìn)行產(chǎn)品維護(hù)。 （5）服務(wù)完善化。因此在開發(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)。開發(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)。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。 在 IP 層的分組叫做數(shù)據(jù)報(bào)。它沒有計(jì)時(shí)機(jī)制、流量控制機(jī)制，也沒有錯(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。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。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。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。BOOTO = B00T1 = 1:調(diào)試模式 ,從 SRAM 里啟動(dòng)。當(dāng)主芯片收到上位機(jī)發(fā)來的控制請求時(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。 由于 Altium Designer 在繼承先前 Protel 軟件功能的基礎(chǔ)上，綜合了 FPGA 設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)功能，Altium Designer 對計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)需求比先前的版本要高一些。uIP 協(xié)議在成功移植之后，也可以實(shí)現(xiàn) TCP 通信。 其次我要感謝趙恒、代晨龍和郭麗霞等我們同組的小伙伴。 ADDR_MASK)。 0x80) { dat = ENC_SPI_ReadWrite(0xFF)。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. 智能家居市場發(fā)展分析思考[J] .中國安防，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. STM32 系列微控制器的時(shí)鐘系統(tǒng)分析 [J].科技信息， 2022.[11] 靳江偉. 基于 ARM 的智能家居綜合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D] .沈陽理工大學(xué)，2022.[12] 嚴(yán)建新. 智能家居市場發(fā)展分析思考[J] . 中國安防，2022.[13] CAN 總線設(shè)計(jì)的智能家居控制系統(tǒng)[J]. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化， 2022.[14] 周紹文. 一種基于 uIP 協(xié)議棧的多應(yīng)用層協(xié)議支持方案的設(shè)計(jì) [J] .電力系統(tǒng)保護(hù)，2022.31 / 49致 謝白駒過隙，不知不覺三年的大學(xué)生活逐漸接近尾聲。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)，人們對生活環(huán)境的要求比過去有了大幅度的提高，期望能夠擁有智能化的家庭生活。MFC 除了是一個(gè)類庫以外，還是一個(gè)框架，在 vc++里新建一個(gè) MFC 的工程，開發(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 。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。配19 / 49合 IAR E