【正文】 .................................................36 附錄一 整個硬件系統(tǒng)電路圖 ...........................................................................37 附錄二 開題報告說明 .......................................................................................38 附錄三 文獻綜述 ...............................................................................................38 附錄四 中期報告 ...............................................................................................39 附錄五 外文文獻及其翻譯 ...............................................................................40 附錄六 完整的程序代碼 ...................................................................................41 . 第 1 章 緒論 課題背景 隨著科技的提高，經(jīng)濟的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平的提高，對家居環(huán)境的要求也越來越高，作為家居智能化的核心部分 —— 智能家居控制系統(tǒng)也越發(fā)顯得重要。 . 本科畢業(yè) 設(shè)計（ 論文 ） 基于 ARM的嵌入式智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 唐傳璋 燕 山 大 學(xué) 2020 年 6 月 . 本科畢業(yè) 設(shè)計（ 論文 ） 基于 ARM的嵌入式智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 工業(yè)自動化 學(xué)生 姓名： 唐傳璋 學(xué) 號： 090103010055 指導(dǎo) 教師： 李建雄 答辯 日期： 2020622 . 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )任務(wù)書 學(xué)院：電氣工程學(xué)院 系級教學(xué)單位：自動化系 學(xué)號 090103010055 學(xué)生 姓名 唐傳璋 專 業(yè) 班 級 09 級 工自 1 班 題 目 題目名稱 基于 ARM 的嵌入式智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 題目性質(zhì) ： 工程設(shè)計 （ ? ）；工程技術(shù)實驗研究型 （ ）； 理論研究型 （ ）；計算機軟件型 （ ）；綜合型 （ ）。智能家居控制器可以為系統(tǒng)提供智能控制方案，使住戶的控制更便捷，更高效，更能為家庭的日常活動節(jié)約不必要的能耗 [1]。 1999 年， 建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化辦公室 、 建設(shè)部勘察設(shè)計司 聯(lián)合組織實施 了 全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程，這也 標志著我國 的 智能 家居 進入了一個新階段。 系統(tǒng)總線 : 此總線連接 CortexM3 內(nèi)核的系統(tǒng)總線到總線矩陣，總線矩陣協(xié)調(diào)著 DMA 與 內(nèi)核 之 間的訪問。 (5) DMA 控制器： 支持定時器、 ADC、 SPI、 IIC 和 USART 等外設(shè)。每個 溫濕度 傳感器 DHT11產(chǎn)品 都在極為精確的 溫 濕度校驗室中進行 了 校準。 如果 主機 讀取 DHT11的 響應(yīng)信號為高電平 ， 則 是 DHT11沒有響應(yīng) ， 溫濕度數(shù)據(jù)測量失敗 。當(dāng)通電狀態(tài)的改 變 完 成 一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。 表 25 步進電機正反轉(zhuǎn)脈沖控制 轉(zhuǎn)向 橙 黃 粉 藍 十六制（ GPIOC端口） 正 轉(zhuǎn) 0 0 1 1 0x03 0 1 1 0 0x06 1 1 0 0 0x0C 0 1 1 0 0x09 反 轉(zhuǎn) 1 0 0 1 0x09 1 1 0 0 0x0C 0 1 1 0 0x06 0 0 1 1 0x03 本章小結(jié) 本 章主要對智能家居的整個硬件系統(tǒng)所用到的模塊進行了介紹，主控模塊 STM32F103VET無線收發(fā) GPRS模塊、溫濕度測量傳感器 DHT1液晶顯示屏 LCD160步進電機 28BYJ48。 (4) VREF+引腳可以連接到 VDDA 外部電源。蜂鳴器通過一個 三極管驅(qū)動，按主機輸出的高低電平控制蜂鳴器的響與不響；步進電機的運轉(zhuǎn)通過 ABCD 四相輸入一系列連續(xù)不斷的脈沖信號來控制；繼電器的控制相當(dāng)于開關(guān)控制，與蜂鳴器一樣通過一個三極管的飽和導(dǎo)通情況來控制繼電 . 器的吸合。 Rx_USART_Configuration()。//從 DHT11 取數(shù)據(jù) } . 主函數(shù)及 TIM2 中斷服務(wù)函數(shù)程序流程圖 開 始配 置 各 個 模 塊 用 到 的 G P I O 端 口配 置 R C C 時 鐘 參 數(shù) 、 T I M 2 參 數(shù) 、 N V I C 中 斷 參 數(shù)刪 除 S I M 卡 里 所 有 的 短 信L C D 1 6 0 2 初 始 化換 起 D H T 1 1讀 取 D H T 1 1 測 量 發(fā) 送 出 來 的 數(shù) 據(jù)分 析 數(shù) 據(jù) 并 發(fā) 送 到 L C D 顯 示 溫 濕 度 值打 開 T I M 2 時 鐘 開 始 計 時溫 濕 度 是 否 超 過 閾 值 ？發(fā) 送 報 警 短 信是否清 除 T I M 2 中 斷 標 志 位喚 起 D H T 1 1讀 取 D H T 1 1 測 量 并 發(fā)送 出 來 的 數(shù) 據(jù)將 接 收 的 數(shù) 據(jù)分 析 處 理通 過 L C D 1 6 0 2顯 示 出 來主 函 數(shù) 流 程 圖T I M 2 定 時 器 中 斷 處 理 流 程 圖 圖 41 主函數(shù)與 TIM2 中斷服務(wù)函數(shù)流程圖 . GPRS 來信中斷處理函數(shù)設(shè)計 當(dāng) GPRS 收到短信時從 Ring 端口會發(fā)出一個振鈴信號，將 Ring 口與STM32 的 GPIOA_Pin_2 口連接起來作為外部中斷。//接收失能 if(((Rx_Buf[15]==39。amp。amp。(Rx_Buf[110+t]==39。(Rx_Buf[141+t]==39。B39。E39。)amp。))) BJDJ_28BYJ48_R()。(Rx_Buf[126+t]==39。(Rx_Buf[110+t]==39。amp。amp。)amp。)amp。739。\r39。 Delay_Nms(4000)。 DHT11_Get_Data()。 NVIC_cfg()。具體電路連接如圖 35 所示。 VDDA 和 VSSA必須分別連接到 VDD 和 VSS。//正轉(zhuǎn)表格 unsigned char B_Rotation[4]={0x09,0x0C,0x06,0x03}。當(dāng)對步進電機 的四相輸入 一系列連續(xù)不斷的控 制 脈 沖時， 步進電機就可 連續(xù)不斷 地 轉(zhuǎn) 動 。 主機發(fā)送開始信號結(jié)束后 , 接收 DHT11的響應(yīng)信號 ,當(dāng) 主機發(fā)送開始信號后 ,就 可以 由輸出模式 切換到輸入模式 ，開始接收 DHT11測量出來的溫濕度數(shù)據(jù) 。 DHT11 的引腳說明 數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11 中具有 一個 NTC 測溫元件 和 一個 電阻式感濕元件 ，并與一個高性能 的 8 位單片機相連接。 (b) STM32 的工作電壓 (VDD)為 ～ ， 通過內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器提供所需的 電源； (c) 獨立的 A/D 轉(zhuǎn)換器供電和參考電壓 ； (d) 一個完整的上電復(fù)位 (POR)和掉電復(fù)位 (PDR)電路； (e) 可有 3 種不同 工作模式 的 電壓調(diào)節(jié)器； (f) 可編程電壓監(jiān)測器 (PVD)。指令預(yù)取在此總線上完成。 我國的智能 家居 化住宅建 筑 最早起于 廣州、深圳和 上海等沿海 發(fā)達 城市，并 慢慢地 向內(nèi)陸發(fā)展。 GPRS。 （ ）； （ ）； （ ）。而且在現(xiàn)在這個注重綠色環(huán)保的世界里，智能的為住戶控制好空氣的濕度、溫度等，檢查分析空氣成分，讓住戶安心入住。隨著信息化 技術(shù)日益普 ，國家經(jīng)貿(mào)委 領(lǐng) 頭成立了家庭信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會， 同時 信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系研究及產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)被列為了國家技術(shù)創(chuàng)新的重點專項計劃。 DMA 總線 : 此總線將 DMA 的 AHB 主控接口與總線矩陣相聯(lián)，總線矩陣協(xié)調(diào)著 CPU 的 DCode 和 DMA 到 內(nèi)部閃存存儲器 Flash、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 SRAM 和外設(shè)的訪問。 (6) 嵌套向量中斷控制器： (a) 有 68 個可屏蔽中斷通道 (不包含 16 個 Cortex?M3 的中斷線 )； (b) 16 個可編程的優(yōu)先等級 (使用了 4 位中斷優(yōu)先級 )； (c) 低延遲的異常和中斷處理； (d) 電源管理控制； (e) 系統(tǒng)控制寄存器的實現(xiàn)。校準系數(shù)以程序的形式儲存在 DHT11 中的 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要 使 用這些校準系數(shù)。 當(dāng)最后 1bit溫濕度 數(shù)據(jù)傳送完后， DHT11將 總線 拉低 50us， 接著 總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態(tài)。 四相步進電機有兩種運行方式：四相四拍、 四相八拍。 GPRS模塊用來發(fā)送報警短信、溫濕度測量值的短信以及接收特定短信以控制其他模塊的工作；溫濕度測量傳感器 DHT11用來測量家里的溫濕度情況，對家里是否有火災(zāi)危險情況進行監(jiān)視，當(dāng)溫濕度超出閾值時會通過 GPRS發(fā)送報警短信；液晶顯示屏 LCD1602用來顯示 DHT11測量出來的溫濕度數(shù)值；步進電機 28BYJ48用來模擬家里窗 簾收合控制。如果在 VREF+上使用單獨的外部參考電壓，必須在這個引腳上連接一個 10nF 和一個 1μF 的電容。具體電路連接如圖 36 所示。 Del_Mesg()。即當(dāng) GPRS 接收到短信時通過 Ring 端口產(chǎn)生一個外部中斷，在外部中斷服務(wù)函數(shù)里首先要清 除中斷標志位，防止重復(fù)進入中斷。O39。(Rx_Buf[107+t]==39。(Rx_Buf[138+t]==39。C39。639。)amp。))) BJDJ_28BYJ48_L()。amp。 //DJ Right if(((Rx_Buf[104+t]==39。amp。amp。)amp。)amp。639。439。(Rx_Buf[118+t]==39。 if(((Rx_Buf[105+t]==39。 USART_Send_String(\r\n)。 Start_DHT11()。 GPIO_cfg()。 TTL/CMOS數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦DP9 插頭； DP9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。使用 ADC 時， VDD 不得小于 。 正反轉(zhuǎn)的順序剛好相反，所以可以定義旋轉(zhuǎn)相序： unsigned char F_Rotation[4]={0x03,0x06,0x0C,0x09}。 步進電機 28BYJ48是 四相八拍 型 電機， 工作 電壓為 直流 5V~12V。 當(dāng) DHT11檢測 到主機的 握手 開始信號后 ，會 等待主機開始信號 的 結(jié)束 ,然后發(fā)送 80us低電平 的 響應(yīng)信 號 。它 采 用 了 專用的溫濕度傳感技術(shù) 與 數(shù)字模塊采集技術(shù) ，確保 DHT11 具有極高的可靠性與 優(yōu)越的長期穩(wěn)定性。 (3) 時鐘和電源管理： (a) 三種不同的時鐘源可被用來驅(qū)動系統(tǒng)時鐘 (SYSCLK)： 1) HSI 振蕩器時鐘 ； 2) HSE 振蕩器時鐘 ； 3) PLL 時鐘 。 ICode: 該總線將 閃存指令接口 與 ARM的 CortexM3 內(nèi)核的指令總線 相連接。 國內(nèi)的發(fā)展動態(tài) 1990 年 后 ，我國的智能 家居化住宅 小區(qū)日益興起。 remote monitoring。 題目類型 （ ? ） （ ） 題目來源 科研 課題 （ ） 生產(chǎn)實際 （ ） 自選 題目 （ ? ） 主 要 內(nèi) 容 1 查詢 ARM 嵌入式系統(tǒng) 的 相關(guān) 技術(shù)資料，閱讀消化理解工作原理。家居智能 化控制 的開發(fā)和建設(shè)是未來國家、經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢 。 根 據(jù)建設(shè)部 的