【文章內(nèi)容簡介】 未來展望無論是國外，還是國內(nèi)，其對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的未來都帶有非常巨大的期待，在未來的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢，應(yīng)該是一個(gè)物物相連的世界，物聯(lián)網(wǎng)與其他技術(shù)有一定的區(qū)別，物聯(lián)網(wǎng)他由政府機(jī)構(gòu)興起，在未來，它必然是有政府機(jī)構(gòu)大力支持發(fā)展的項(xiàng)目，這樣的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必使人們的生活和工作走進(jìn)一個(gè)全新的時(shí)代，這將會(huì)是一個(gè)物與物相連的世界，將是依靠只能系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的世界。 智能家居的概念 智能家居（Smart Home）是以家庭為載體，兼容建筑、自動(dòng)化，智能化于7一整體的高科技、居住舒暢、安全、便捷的家庭居住環(huán)境。智能家居是在物聯(lián)網(wǎng)的影響之下物聯(lián)化體現(xiàn)。智能家居常通過一些有線或者無線的技術(shù)將家庭中的各種電器設(shè)備（如電視播放、家具燈光系統(tǒng)、智能窗簾控制、空調(diào)調(diào)溫、家具防盜系統(tǒng)等各種家電電系統(tǒng)，還包括三表抄送等）連接到一起，給家居加點(diǎn)提供了一個(gè)控制平臺(tái)，其中包括家居燈光照明控制、家居窗簾定時(shí)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控控制、遠(yuǎn)程無線操作、家居安全監(jiān)測、溫濕度控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)和很多可通過設(shè)定時(shí)間的定時(shí)定點(diǎn)控制等等。和普通的家居系統(tǒng)對(duì)比，智能家居更青出于藍(lán)，不僅可以提供人們一個(gè)傳統(tǒng)的居住環(huán)境，它更兼?zhèn)淞硕喾矫娴募夹g(shù)、首選一個(gè)是傳統(tǒng)的建設(shè)技術(shù)、還有就是信息一體化、各種電器設(shè)備智能化，集一個(gè)系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)完整、便捷服務(wù)、便于管理的一個(gè)具有的舒適、便利、高校、節(jié)能、安全的家居居住環(huán)境環(huán)境，這樣的環(huán)境提供；了所有的信息交換功能，幫助家庭的信息網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)與外界的信息保持交流暢通，以更新自身信息，提高人們的生活質(zhì)量，有利于人類合理的安排自己的時(shí)間，提高了家居的生活的高質(zhì)量，讓生活變得更加安逸舒心，甚至還可以環(huán)保的，節(jié)約能源，為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。智能家居這個(gè)概念的在很早之前就給人們提出來了，但是在之后的電子行業(yè)發(fā)展中沒有做出一個(gè)真正的模型，然而，智能家居并沒有停止發(fā)展，在 1984年美國聯(lián)合科技公司（United Techno1ogies Building System）將建筑中的電子設(shè)備連接都了一起，實(shí)現(xiàn)了建筑信息化，這個(gè)信息應(yīng)用于美國康乃迪克州（Conicut)哈特佛市（Hartford）的 CityPlaceBuilding 時(shí)，出現(xiàn)了第一棟智能家居模型，從那之后，全世界走進(jìn)了一個(gè)智能家居化的新時(shí)代 【1】 。智能家居在中國稱做智能住宅，在外面人們用 Smart Home 來表達(dá)智能家居。與智能家居含義近似的有家庭自動(dòng)化（Home Automation） 、電子家庭（Electronic Home、Ehome ） 、數(shù)字家園（Digital Family） 、家庭網(wǎng)絡(luò)（Home Net/Networks for Home） 、網(wǎng)絡(luò)家居（Network Home） 、智能家庭/建筑（Intelligent Home/Building） ，在中國香港和臺(tái)灣等地區(qū)，還有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱法。智能家居讓用戶以更方便的手段來管理家庭設(shè)備，比如，通過觸摸屏、手持遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng)來控制家用設(shè)備，更可以執(zhí)行情景操作，使多個(gè)設(shè)備8形成聯(lián)動(dòng)；另一方面，智能家居內(nèi)的各種設(shè)備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動(dòng)運(yùn)行，從而給用戶帶來最大程度的方便、高效、安全與舒適。所謂智能家居時(shí)代就是物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入家庭的時(shí)代。它不僅指那些手機(jī)、平板電腦、大小家電、計(jì)算機(jī)、私家車，還應(yīng)該包括吃喝拉撒睡、安全、健康、交友、甚至家具等家中幾乎所有的物品和生活。其目的是讓人們的家庭生活更舒適、更簡單、更方便、更快樂。 物聯(lián)網(wǎng)智能家居在一些領(lǐng)域上面的應(yīng)用智家能庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭各種設(shè)備智能控制、家庭安防這些方面。 其中家庭設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠(yuǎn)距離異地(通過電話或 Inter)的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。(1)與可是對(duì)講的無縫對(duì)接，可進(jìn)行遠(yuǎn)程通話，指令的發(fā)送等等。(2)與智能手機(jī)和 PAD 的完美結(jié)合，可以通過手機(jī)，平板，在隨時(shí)隨地，監(jiān)控操作一些電子設(shè)備。(3)安防系統(tǒng)，只要分為四方面：第一種防護(hù)（周界防范系統(tǒng)） ，第二層防護(hù)（閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)） ，第三層防護(hù)（門禁系統(tǒng)） ，第四層防護(hù)（家居安防系統(tǒng)） 。(4)燈光控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的暗亮控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的色調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的開啟控制等等。(5)智能窗簾控制系統(tǒng)，可以按照外界光線刺激，自我判斷是否拉下窗簾，是否開啟窗簾。還可以設(shè)置時(shí)間，在某個(gè)時(shí)間段開啟，或者關(guān)閉窗簾。(6)家電控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)在對(duì)家庭電視，只要是控制 家電的開關(guān)，聲音，已經(jīng)亮度的顯示。(7)空調(diào)新風(fēng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭溫度的監(jiān)控與調(diào)節(jié)，可讓其判斷是否開啟或者變風(fēng)，制冷抽濕等。(8)還有電梯音樂等各種控制系統(tǒng)。不一一羅列。9第二章 總體設(shè)計(jì) 整體介紹本次設(shè)計(jì)以 STC89C52 芯片為控制核心，適度、溫度、振動(dòng)、氣體檢測等傳感器為信息采集模塊，以藍(lán)牙模塊控制實(shí)現(xiàn)，來制作一個(gè)簡單的智能家居系統(tǒng)。拋棄原來的機(jī)械化按鍵模塊， ，采用藍(lán)牙或是 WIFI 模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，來控制燈光調(diào)節(jié)，溫濕度檢測，氣體檢測，振動(dòng)檢測等功能，實(shí)現(xiàn)了各種程度，多方位實(shí)時(shí)監(jiān)控家居安全與控制。此外在本次設(shè)計(jì)中，采用多種傳感器模塊結(jié)合，智能實(shí)現(xiàn)家居中各種設(shè)備的信息采集，如燈光的暗亮調(diào)節(jié)，溫度的檢測，濕度的檢測，氣體檢測，振動(dòng)檢測等。并且能將溫度濕度顯示在電腦上面，氣體或振動(dòng)值顯示出來。具體類似于下圖所示： 主 控 單 元 振動(dòng)器模塊 煙 霧 報(bào) 警 器 LED 燈 光 模 塊 溫 濕 度 傳 感 器 LCD 顯 示 模 塊10 圖 21 整體的系統(tǒng)控制圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇其實(shí)在這一次的設(shè)計(jì)中，我們可以選擇很多個(gè)不同的方案來實(shí)現(xiàn)著一個(gè)功能，下面我就來列舉幾個(gè)方案來分析其優(yōu)缺點(diǎn)： WIFI 模塊來實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)無線傳輸功能 WIFI 模塊又名串口 WIFI 模塊，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中屬于傳輸層，其功能是把TTL 點(diǎn)評(píng)和串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為符合 WIFI 模塊通信協(xié)議的嵌入式模塊，在 WIFI 模塊里那只有 TCP/IP 協(xié)議和無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 協(xié)議線。WIFI 模塊可以直接嵌入傳送的硬件設(shè)備，使其與互聯(lián)網(wǎng)通訊，是實(shí)現(xiàn)家居智能化、M2M 物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。 優(yōu)點(diǎn)：WIFI 模塊能讓串口設(shè)備輕松聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)在全透明的數(shù)據(jù)胡同，可以保持一個(gè)很好的兼容性和實(shí)用性；WIFI 模塊的可靠性系統(tǒng)核心比較適合安全性和長期運(yùn)行的系統(tǒng)應(yīng)用；WIFI 模塊的無限通訊距離較長，具體可以長達(dá) 100米。 缺點(diǎn)：需要無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，串口協(xié)議編寫較為困難。 GPRS（短信控制） 模塊來實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)無線傳輸功能 通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service）的簡稱，是屬于第一代移動(dòng)通信技術(shù)的代表。 優(yōu)點(diǎn)：GPRS 模塊是屬于非常簡潔、方便快速。 缺點(diǎn)：GPRS 很容易出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，并且 GPRS 模塊屬于短信控制，在使用的過程中非常耗費(fèi)信息流量，所以耗費(fèi)的成本過高。 藍(lán)牙模塊 來實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)無線傳輸功能 藍(lán)牙模塊式是一種低功耗、段距離無線通訊技術(shù)，其設(shè)計(jì)意圖是取代現(xiàn)有的一些有線設(shè)備（計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等）的接口有線電纜。是一門新的技術(shù)。11 藍(lán)牙的主要優(yōu)點(diǎn)：可以方便快捷的建立起無線通訊，可以代替掉有線電纜；它的移植 性強(qiáng)，適用于很多領(lǐng)域；安全性也非常的高，每臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備的地址由具有唯一性；支持分散網(wǎng)、微型網(wǎng)等多種組網(wǎng)工作模式。應(yīng)用的范圍非常廣闊；藍(lán)牙設(shè)備功耗極低，成本也很少，比起 WIFI 模塊和 CPRS 模塊，設(shè)計(jì)起來相對(duì)容易很多。 藍(lán)牙模塊的缺點(diǎn)：技術(shù)善為完全成熟、通訊具體距離短。 總結(jié)介紹了上面三種方式，在根據(jù)我此刻的能力范圍以及我所擁有的設(shè)器件，我選用的藍(lán)牙模塊來實(shí)現(xiàn)我這個(gè)設(shè)計(jì)的功能，接下來是各個(gè)模塊的分析。 功能設(shè)計(jì) 多源控制 為了人們的高質(zhì)量生活，簡單快捷的生活需求，此次設(shè)計(jì)采用多模塊分開控制，即有藍(lán)牙遠(yuǎn)程控制，按鍵控制，系統(tǒng)自動(dòng)控制，這三類型控制相補(bǔ)充。其中藍(lán)牙無線控制是遠(yuǎn)程控制，是指在在一定具體范圍內(nèi)，通過無線藍(lán)牙信號(hào)在特定區(qū)域內(nèi)對(duì)特定模塊的控制，通過這樣，來實(shí)現(xiàn)，來管理當(dāng)前燈光等各種室內(nèi)智能模塊的運(yùn)行，只需在手機(jī)上面的控制按鈕，就可以輕易的打開，關(guān)閉，控制家中的各種電器，這樣我們就能達(dá)到遠(yuǎn)程控制的功能。系統(tǒng)方便的自動(dòng)控制是系統(tǒng)的核心可以根據(jù)外部其他模塊所采集的環(huán)境信息（如溫度，濕度等）與用戶設(shè)定的的功能、需求可以讓人類生活的更加舒適作為比較而進(jìn)行信息方面的檢測，然后據(jù)檢測到的結(jié)果對(duì)對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行調(diào)整控制，以此來保持一個(gè)相對(duì)舒適的平衡值，給人類創(chuàng)造一個(gè)更為舒適的居住環(huán)境。限于本人能力有限，下面是我從網(wǎng)上找來的智能家居多源控制展示圖：12 圖 智能家居多源控制模擬圖 溫濕度控制通過溫濕度傳感器采集的此刻的溫度和濕度信息，把采集的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析，然后通過一些模塊把這些值顯示出來，來表達(dá)當(dāng)日的溫濕度，以作為警示，讓人們知道當(dāng)天的溫濕度情況，決定外出，是否多添衣，是否才采取其他措施來應(yīng)對(duì)當(dāng)天的環(huán)境。同時(shí)為了更好的控制，系統(tǒng)會(huì)通過軟件將采集到的溫濕度值發(fā)送到液晶屏上顯示出來。下面是溫濕度傳感器的實(shí)物圖：13圖 溫濕度傳感器 DHT22 燈光控制系統(tǒng)功能在控制與被控制之間完全采用無線連接，不需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)從最簡單的一個(gè)控制器控制一個(gè)燈的開關(guān)直到復(fù)雜的一個(gè)控制器控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的燈光。目前市場上可見的一般是通過智能手機(jī)控制燈光的顏色，亮度 以及整個(gè)場景布置。隨著智能手機(jī)越來越普及現(xiàn)在市場上新出現(xiàn)的典型應(yīng)用基本是通過智能手機(jī)來控制整個(gè)家庭或是整棟樓宇的燈光，亮度以及開關(guān)。然而本設(shè)計(jì)只為了達(dá)到方便快捷。只采取了其中現(xiàn)對(duì)簡單的無線控制燈光的開啟。如下圖，是一個(gè) LED 燈光控制不模塊：14 圖 燈光控制模塊 氣體檢測控制氣體檢測器，又稱氣體檢測儀，是一種氣體泄露濃度檢測的儀器儀表工具，主要是指便攜式/手持式氣體檢測器。主要利用氣體傳感器來檢測環(huán)境中存在的氣體種類。氣體傳感器是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器。一般認(rèn)為，氣體傳感器的定義是以檢測目標(biāo)為分類基礎(chǔ)的，也就是說，凡是用于檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器，不管它是用物理方法，還是用化學(xué)方法。比如，檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器，但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器，盡管它們有時(shí)使用大體一致的檢測原理。常用品牌為:美國華瑞、特安、安可信、長春弈揚(yáng)等。在這次設(shè)計(jì)中，只要的氣體檢測時(shí)檢測室內(nèi)的煤氣等有害氣體，當(dāng)此類氣體濃度到一定值得時(shí)候，就會(huì)通過報(bào)警來警示用戶，使用戶擁有更為安全的生15第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計(jì)電路圖 此次