【正文】 綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義進(jìn)入21世紀(jì)后，數(shù)字化技術(shù)取得迅猛發(fā)展并滲透到各個(gè)領(lǐng)域，將家用電器、通信設(shè)備與安防設(shè)備等各自獨(dú)立的設(shè)備功能綜合為一體，而形成了住宅自動(dòng)化概念簡(jiǎn)稱(chēng)智能家居。通常做法是利用電腦、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過(guò)信息管理平臺(tái)將與家居生活有關(guān)的各種獨(dú)立系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)一定手段實(shí)施對(duì)家居生活要素的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制，其目的是營(yíng)造高效、舒適、安全、便捷的家居環(huán)境，因智能家居具備集中管理、低成本、易操作等優(yōu)點(diǎn)，還適用于在環(huán)境監(jiān)測(cè)、防盜報(bào)警、家電控制等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀由于國(guó)外計(jì)算機(jī)、嵌入式、通信等技術(shù)較國(guó)內(nèi)有明顯優(yōu)勢(shì)，與之相配套的智能家居產(chǎn)品也較快的發(fā)展起來(lái)，為智能家居行業(yè)的快速發(fā)展提供了廣闊的空間，智能家居的理念也得到了人們的普遍認(rèn)可。自1984年第一幢智能建筑在美國(guó)康涅狄格州市政府大樓建成，智能家居的多種設(shè)計(jì)方案也相繼產(chǎn)生了，如在“98亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì)”上，人們推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安防報(bào)警功能。監(jiān)控中心功能、家電控制功能等。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)的房地產(chǎn)、自動(dòng)化技術(shù)等起步較晚，對(duì)智能住宅的研究也剛剛起步，但當(dāng)引入智能家居的概念之后，智能家居行業(yè)得到了較快的發(fā)展，已經(jīng)借助智能家居的概念和技術(shù)開(kāi)始推行智能化住宅小區(qū)建設(shè)了，智能家居系統(tǒng)正逐步步入普通百姓家庭。但因?yàn)榘l(fā)展時(shí)間較短，技術(shù)手段尚不成熟，我國(guó)智能家居建設(shè)還存在很多不足，例如智能家居工程技術(shù)人員缺乏，管理水平低，行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)制定滯后，智能家居產(chǎn)品的層次和技術(shù)含量低，智能化不明顯，精品很少。智能家居提供與外界信息交互的通道后，可以實(shí)現(xiàn)與外部世界信息溝通，滿足遠(yuǎn)程控制。檢測(cè)和減緩信息的需求滿足人們生活需要的個(gè)性化智能系統(tǒng)，優(yōu)化了生活方式，提高家居的安全性。隨著信息化進(jìn)程的快速發(fā)展，人們生活條件的改善，智能家居也將會(huì)做到實(shí)用、易用、人性化，最終目的都是為滿足人們對(duì)安全、舒適、方便和符合綠色環(huán)境保護(hù)的需求，真正提高人們的生活品質(zhì)，營(yíng)造更加舒適的家居生活。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題 本課題研究一種基于單片機(jī)的智能家居的設(shè)計(jì)方法?？刂浦行膯纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)WiFi模塊家居組網(wǎng) 控制中心是整個(gè)智能家居系統(tǒng)的核心模塊，從功能結(jié)構(gòu)上看，它主要是處理遠(yuǎn)程用戶控制信息，管理家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。從圖可以看出，控制中心與WiFi無(wú)線通信模塊的連接是為了實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)距離對(duì)家居的智能控制。擬解決的主要問(wèn)題： 智能家居的硬件設(shè)計(jì) 家居的組網(wǎng) 控制中心上位機(jī)的設(shè)計(jì)三、研究步驟、方法及措施分析智能家居的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究意義。研究STM32芯片、WiFi模塊的工作原理、socket網(wǎng)絡(luò)編程。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)與分析，重點(diǎn)是控制系統(tǒng)的工作任務(wù)，WiFi模塊之間的通信、智能家居家電的模擬。 電路原理圖和PCB的設(shè)計(jì)。 開(kāi)版，焊電子元件。對(duì)系統(tǒng)的軟件各功能模塊分別設(shè)計(jì)流程圖并用c語(yǔ)言進(jìn)行編程。對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試、之后再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試。針對(duì)智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，得出設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)以及存在的問(wèn)題。四、研究工作進(jìn)度第1～4周，查閱文獻(xiàn)，準(zhǔn)備資料，理解課題的內(nèi)涵，整體設(shè)計(jì),完成開(kāi)題報(bào)告。第5～8周，進(jìn)行電路原理圖以及PCB的設(shè)計(jì)，完成各個(gè)模塊的電子元件的焊接工作。第9～12周，進(jìn)入程序設(shè)計(jì)與調(diào)試階段，進(jìn)行中期檢查。第13～16周，進(jìn)行總體實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)形成。第17～18周，完成研究任務(wù)，整理論文，撰寫(xiě)論文，論文答辯準(zhǔn)備，論文答辯。 主要參考文獻(xiàn)[1]童曉渝，房秉毅，2010[2]滿莎，楊恢先，彭友，基于ARM9的嵌入式無(wú)線智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)， 2010[3]馮凱,，,2010[4]，2010[5]，2007[6]，2002[7]，2006[8]，高等教育出版社，1998[9]，2006附錄2 文獻(xiàn)綜述 附錄2 文獻(xiàn)綜述燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述 課題名稱(chēng)：智能家居傳感網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）：里仁學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 付華 指導(dǎo)教師： 盧輝斌 完成日期： 課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)后，數(shù)字化技術(shù)取得迅猛發(fā)展并滲透到各個(gè)領(lǐng)域，將家用電器、通信設(shè)備與安防設(shè)備等各自獨(dú)立的設(shè)備功能綜合為一體，而形成了住宅自動(dòng)化概念簡(jiǎn)稱(chēng)智能家居。通常做法是利用電腦、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過(guò)信息管理平臺(tái)將與家居生活有關(guān)的各種獨(dú)立系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)在系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)一定手段實(shí)施對(duì)家居生活要素的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制，其目的是營(yíng)造高效、舒適、安全、便捷的家居環(huán)境，因智能家居具備集中管理、低成本、易操作等優(yōu)點(diǎn)，還適用于在環(huán)境監(jiān)測(cè)、防盜報(bào)警、家電控制等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀由于國(guó)外計(jì)算機(jī)、嵌入式、通信等技術(shù)較國(guó)內(nèi)有明顯優(yōu)勢(shì)，與之相配套的智能家居產(chǎn)品也較快的發(fā)展起來(lái)，為智能家居行業(yè)的快速發(fā)展提供了廣闊的空間，智能家居的理念也得到了人們的普遍認(rèn)可。自1984年第一幢智能建筑在美國(guó)康涅狄格州市政府大樓建成，智能家居的多種設(shè)計(jì)方案也相繼產(chǎn)生了，如在“98亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì)”上，人們推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安防報(bào)警功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能等。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)的房地產(chǎn)、自動(dòng)化技術(shù)等起步較晚，對(duì)智能住宅的研究也剛剛起步，但當(dāng)引入智能家居的概念之后，智能家居行業(yè)得到了較快的發(fā)展，已經(jīng)借助智能家居的概念和技術(shù)開(kāi)始推行智能化住宅小區(qū)建設(shè)了，智能家居系統(tǒng)正逐步走入普通百姓家庭。但因?yàn)榘l(fā)展時(shí)間較短，技術(shù)手段尚不成熟，我國(guó)智能家居建設(shè)還存在很多不足，例如智能家居工程技術(shù)人員缺乏，管理水平低，行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)制定滯后，智能家居產(chǎn)品的層次和技術(shù)含量低，智能化不明顯，精品很少。 研究主要成果 自1984年第一幢智能建筑在美國(guó)康涅狄格州市政府大樓建成，智能家居的多種設(shè)計(jì)方案也相繼產(chǎn)生了，如在“98亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì)”上，人們推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安防報(bào)警功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能等。隨后的9月份歐洲建筑智能化組織建造了一座集環(huán)保、節(jié)能、智能控制和低價(jià)格特點(diǎn)為一身的樣板別墅，該控制系統(tǒng)采用分級(jí)方式提供集成控制，控制住宅的溫度、照明、暖房的排風(fēng)等。進(jìn)入21世紀(jì)以后，國(guó)外智能家居技術(shù)的發(fā)展達(dá)到了高潮。2004年，美國(guó)已有近4萬(wàn)戶家庭安裝了“家庭智能化系統(tǒng)”，同樣在新加坡也有近30個(gè)社區(qū)的5000戶家庭采用了“家庭智能化系統(tǒng)”；2005年最受關(guān)注的當(dāng)屬美國(guó)微軟公司總裁比爾蓋茨花費(fèi)巨資構(gòu)建的智能家居系統(tǒng)，堪稱(chēng)當(dāng)今智能家居的經(jīng)典之作。 發(fā)展趨勢(shì)目前，物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，智能家居無(wú)疑會(huì)從中得到不少利處。先是去年的物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃的發(fā)布，提出了國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展和扶持的九大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，其中就包括智能家居。接著又是今年國(guó)務(wù)院鼓勵(lì)民間資本投向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域下的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，智能家居正好趕上了這趟順風(fēng)車(chē)?！　〖揖由钸~向智能化是必然趨勢(shì)，因此，智能家居作為一個(gè)藍(lán)海項(xiàng)目，前景不可估量。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)相繼進(jìn)入智能家居行業(yè)，眾廠商也各自形成了自己的特色產(chǎn)品，價(jià)格也逐步向平民化的趨勢(shì)邁進(jìn)。從有線到無(wú)線、從概念炒作到應(yīng)用實(shí)施，智能家居經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展歷程，終于實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的跨越。未來(lái)的智能家居，將會(huì)更好的為用戶服務(wù)。而物聯(lián)網(wǎng)則成為智能家居發(fā)展的一道重要分水嶺，將對(duì)智能家居的發(fā)展方向、產(chǎn)業(yè)規(guī)模進(jìn)行拓展和延伸。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的智能家居將更加具有發(fā)展?jié)摿Α?存在問(wèn)題我國(guó)的房地產(chǎn)、自動(dòng)化技術(shù)等起步較晚，對(duì)智能住宅的研究也剛剛起步,發(fā)展時(shí)間較短，技術(shù)手段尚不成熟，我國(guó)智能家居建設(shè)還存在很多不足，沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn),價(jià)格也是問(wèn)題，現(xiàn)在各個(gè)廠家的量沒(méi)有上去，價(jià)格也下不來(lái)，渠道建立的不夠完善,使用的門(mén)檻高，老人不會(huì)使用，調(diào)試繁瑣，要培養(yǎng)一批專(zhuān)業(yè)的技術(shù)服務(wù)人才。五、主要參考文獻(xiàn) [1]童曉渝，房秉毅，2010[2]滿莎，楊恢先，彭友，基于ARM9的嵌入式無(wú)線智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)， 2010[3]馮凱,，,2010[4]，2010[5]，2007[6]，2002[7]，2006[8]，高等教育出版社，1998[9]，2006附錄3 中期報(bào)告 附錄3 中期報(bào)告燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告課題名稱(chēng)：智能家居傳感網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）：里仁學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)：電子信息工程 學(xué)生姓名：付華 指導(dǎo)教師：盧輝斌 完成日期： 一、任務(wù)書(shū)中本階段工作目標(biāo)與任務(wù)要求第1～4周，查閱文獻(xiàn)，準(zhǔn)備資料，理解課題的內(nèi)涵，整體設(shè)計(jì),完成開(kāi)題報(bào)告。第5～8周，進(jìn)行電路原理圖以及PCB的設(shè)計(jì)，完成各個(gè)模塊的電子元件的焊接工作。第9～12周，進(jìn)入程序設(shè)計(jì)與調(diào)試階段，進(jìn)行中期檢查。第13～16周，進(jìn)行總體實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)形成。第17～18周，完成研究任務(wù)，整理論文，撰寫(xiě)論文，論文答辯準(zhǔn)備，論文答辯。本階段的工作目標(biāo)是完成基本硬件電路的設(shè)計(jì)和控制程序的設(shè)計(jì)。本階段的任務(wù)要求：、使用Altium Designer 09軟件完成智能家居控制系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計(jì)。包括單片機(jī)的控制系統(tǒng)，報(bào)警模塊電路、傳感器模塊電路、WiFi模塊電路、繼電器模塊電路的設(shè)計(jì)。 uVision4軟件，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)和編寫(xiě)。包括WiFi模塊信號(hào)的傳輸，各個(gè)模塊的檢測(cè)和控制。二、目前已完成任務(wù)情況 在現(xiàn)階段已經(jīng)基本完成硬件電路的設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)的控制系統(tǒng)，報(bào)警模塊電路、傳感器模塊電路、WiFi模塊電路、繼電器模塊電路的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的控制系統(tǒng)STM32F103系列屬于中低端的32位ARM微控制器，該系列芯片是意法半導(dǎo)體（ST）公司出品，其內(nèi)核是CortexM3。特點(diǎn)：(1)、內(nèi)核：ARM32位CortexM3 CPU，最高工作頻率72MHz。單周期乘法和硬件除法。(2)、存儲(chǔ)器：片上集成32512KB的Flash存儲(chǔ)器。664KB的SRAM存儲(chǔ)器。時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：。POR、PDR和可編程的電壓探測(cè)器（PVD）。416MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時(shí)鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振。(3)、低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機(jī)模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。(5)、DMA：12通道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時(shí)器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。(6)、3個(gè)12位的us級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測(cè)量范圍： V。雙采樣和保持能力。片上集成一個(gè)溫度傳感器。(7)、2通道12位D/A轉(zhuǎn)換器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE獨(dú)有。(8)、最多高達(dá)112個(gè)的快速I(mǎi)/O端口：根據(jù)型號(hào)的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16個(gè)外部中斷向量。(9)、最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)IC/OC/PWM或者脈沖計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位的6通道高級(jí)控制定時(shí)器：最多6個(gè)通道可用于PWM輸出。2個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器（獨(dú)立看門(mén)狗和窗口看門(mén)狗）。Systick定時(shí)器：24位倒計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅(qū)動(dòng)DAC。(10)、最多多達(dá)13個(gè)通信接口：2個(gè)IIC接口（SMBus/PMBus）。5個(gè)USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調(diào)試控制）。3個(gè)SPI接口（18 Mbit/s），兩個(gè)和IIS復(fù)用。CAN接口（）。USB 。SDIO接口。STM32F103VET6最小系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。（1）、STM32F103VET6引腳圖 （2）啟動(dòng)模式選擇電路STM32F103微控制器不僅可以從Flash存儲(chǔ)器或系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)，還可以從內(nèi)置SRAM啟動(dòng)。相應(yīng)的啟動(dòng)模式可通過(guò)BOOT[1:0]引腳選擇3種不同的啟動(dòng)模式。啟動(dòng)模式選擇引腳啟動(dòng)模式BOOT1BOOT0X0主閃存存儲(chǔ)器01系統(tǒng)存儲(chǔ)器11內(nèi)置SRAM（3）電源電路A、輸出5VB、（4）時(shí)鐘電路A．CPU時(shí)鐘電路和RTC時(shí)鐘電路（5）、復(fù)位電路（低電平有效） ESP8266串口WIFI模塊ESP8266是一個(gè)完整且自成體系的WiFi網(wǎng)絡(luò)解決方案，能夠獨(dú)立運(yùn)行，也可以作為slave搭載于其他Host運(yùn)行。ESP8266在搭載應(yīng)用并作為設(shè)備中唯一的應(yīng)用處理器時(shí)，能夠直接從外接閃存中啟動(dòng)。內(nèi)置的高速緩沖儲(chǔ)存器有利于提高系統(tǒng)性能，并減少內(nèi)村需求。ESP8266強(qiáng)大的片上處理和儲(chǔ)存能力，使其可通過(guò)GPIO口集成傳感器及其他應(yīng)用的特定設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了最低前期的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行中最少地占用系統(tǒng)資源。