基于物聯(lián)網(wǎng)的新型智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文(參考版)
2024-11-14 02:37本頁面
【正文】 智能家居系統(tǒng)仍然處于一個(gè)不斷研究探索的過程，需要不斷地完 28 善其功能，才能更好的適應(yīng)社會(huì)未來的發(fā)展要求。另外，在 3G 的產(chǎn)業(yè)鏈上，包括電信運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商、終端提供商、終端軟件提供商等等，每 個(gè)環(huán)節(jié)都蘊(yùn)藏著巨大商機(jī)。 3G 和物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合，智能家居的發(fā)展將迎來了一個(gè)全新的變革。 以上 這些也是我們 團(tuán)隊(duì) 在開發(fā)過程中所攻克的技 術(shù)難關(guān)。 WIFI網(wǎng)絡(luò)及 GSM 網(wǎng)絡(luò)控制 。 27 第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)及技術(shù) 展望 目前智能家具系 統(tǒng)性價(jià)比較低，實(shí)用功能少，僅在高檔場(chǎng)所中才有，而我們的系統(tǒng) 完美地將各個(gè)功能模塊有機(jī)結(jié)合起來，且其設(shè)計(jì)人性化、智能化 （如任何手持設(shè)備均可對(duì)家電進(jìn)行操作，同時(shí)還可進(jìn)行無線視頻數(shù)據(jù)傳送）， 性價(jià)比高，性能優(yōu)越，配置簡(jiǎn)單，安裝方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適合普及于私人住宅，也可應(yīng)用于對(duì)安防溫度等要求較高的場(chǎng)所。 26 WIFI 功能 在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，制作了一個(gè)客戶端軟件，用戶用筆記本 、 手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)置 WIFI 接入點(diǎn)，而后對(duì)軟件進(jìn)行操作（發(fā)送一系列的控制信令），在近端裝有 WIFI 模塊，將接收控制信令傳至 M3 控制中心，而后達(dá)到控制家電的目的。 空氣 質(zhì)量 檢測(cè)與凈化 平時(shí)當(dāng)室內(nèi)空氣質(zhì)量較差時(shí)，傳感器采集到相應(yīng)信息，由單片機(jī)處理信息并做出相應(yīng)的控制指令，首先報(bào)警電路進(jìn)行 蜂鳴器 報(bào)警提示，接著觸發(fā)臭氧負(fù)離子發(fā)生裝置，產(chǎn)生臭氧負(fù)離子凈化空氣，當(dāng)產(chǎn)生臭氧負(fù)離子的裝置定時(shí)完畢后，由于室內(nèi)存在處理后的渾濁氣體，系統(tǒng)自動(dòng)打開換氣扇對(duì)室內(nèi)換氣，當(dāng)污染物降低到一定程度時(shí)，為了從節(jié)約能源方面考慮，系統(tǒng)將關(guān)掉換氣扇自動(dòng)開啟窗戶，進(jìn)一步降低污染氣體的危害程度，此過程每執(zhí)行一次系統(tǒng)將自動(dòng)記錄一次，即使用戶當(dāng)時(shí)不在家，歸來后也能得知自己室內(nèi)空氣變化情況，便于查找發(fā)現(xiàn)安全隱患（比如一氧化碳 等），以免安全事故發(fā)生。 25 溫度采集 、 煙霧濃度 檢測(cè) 及 GSM 報(bào)警 溫度采集 通過 DS18B20 采集溫度信息，利用物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到電腦終端，同時(shí)通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)對(duì)異常溫度進(jìn)行手機(jī)短信報(bào)警。 小車控制 控制 小車 的前、后、左、右，通過車 上的無線攝像頭將室內(nèi)的情況拍攝下來，再傳送到終端上，從而使用戶隨時(shí)掌握室內(nèi)情況。本章介紹具體功能。 NRF905 單片機(jī) 空氣質(zhì)量檢測(cè) 報(bào)警信息 開窗 換氣 信號(hào)判斷 23 語音控制流程圖 語音控制流程如圖 ： 圖 語音控制流程圖 無線語音識(shí)別手持設(shè)備可對(duì)用戶所發(fā)出的語音控制信息進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到隨心所欲控制家電的目的。 單片機(jī) IC卡識(shí) 別 否 / 密碼識(shí)別否 / IC卡識(shí) 別 否 +碼識(shí)別否 開門 Y N 語音錄放 設(shè)置工作模式 21 受控單元流程圖 受控單元流程如圖 ： 圖 受控單元流程圖 通過單片機(jī)處理 NRF905 所接受到的控制信令與各個(gè)傳感器所反饋回的信息，達(dá)到控制家電與監(jiān)控室內(nèi)情況的目的。 中央控制器流程圖 中央控 制器流程如圖 所示： 圖 中央控制器流程圖 用戶在遠(yuǎn)程客戶機(jī)端或手持設(shè)備端發(fā)送信令，由中央控制器讀取遠(yuǎn)程客戶機(jī) 主機(jī) NRF905 無線視頻接收 單片機(jī) 控制信號(hào) 信號(hào)判斷 單片機(jī) 溫度、火災(zāi)、空氣質(zhì)量報(bào)警 控制信號(hào) GSM模塊 M3 WIFI模塊 20 并判斷 信息， 通過 NRF905 發(fā)送控制信令并接受反饋信息。 第四章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 軟件是系統(tǒng)至關(guān)重要的一部分，本系統(tǒng)軟件包括： 中央控制器部分，門禁系統(tǒng)部分，受控單元部分，空氣質(zhì)量檢測(cè)部分，語音控制部分。對(duì)于具備UART 接口的系統(tǒng)，使用 WIZ610wi 便可以輕松地實(shí)現(xiàn)串口到無線局域網(wǎng)之間的變換。 活動(dòng)模式 ： ShockBurst RX ShockBurst TX 節(jié)電模式 ：掉電 和 SPI編程 、 STANDBY 和 SPI編程 NRF905 工作模式由 TRX_CE、 TX_EN、 PWR_UP 的設(shè)置來設(shè)定。 無線數(shù)據(jù)收發(fā) 模塊 無線視頻傳送 我們采用的是臺(tái)電 W8000 無線攝像頭，其采用先進(jìn)無線無驅(qū)攝像頭方案，具備 Video Class 無驅(qū)功能，即插即用，操作簡(jiǎn)便；在圖像畫質(zhì) 方面采用最新圖像處理技術(shù)，圖像更逼真；采用專業(yè)高像素光學(xué)鍍膜鏡頭，專業(yè)影像處理技術(shù)，視野明亮更廣闊，在穩(wěn)定性與兼容 18 性方面通過 Vista 高級(jí)徽標(biāo)認(rèn)證，穩(wěn)定性更高；支持 Windows XPSp2 和 win7 操作系統(tǒng)免驅(qū)使用。 小車控制模塊 小車選用的是雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片 ( Dual FullBridge Driver )L298。這是因?yàn)?，在?jì)算的過程中的任何時(shí)刻，語音識(shí)別器都會(huì)對(duì)已送入識(shí)別芯片的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)匹配程度為識(shí)別列表中的關(guān)鍵詞語進(jìn)行打分，最匹配的打分最高。 圖 語音識(shí)別原理圖 語音識(shí)別芯片能在兩種情況下給出識(shí)別結(jié)果： 第一種 ， 外部送入預(yù)定時(shí)間的語音數(shù)據(jù)后（比如 5 秒鐘的語音數(shù)據(jù)） ，芯片對(duì)這些語音數(shù)據(jù)運(yùn)算分析后，給出識(shí)別結(jié)果外部送入語音數(shù)據(jù)流； 第二種 語音識(shí)別芯片通過端點(diǎn)檢測(cè) VAD（ voice activity 頻譜 分析 提取 特征 關(guān)鍵詞語列表 拼音串 MCU Mic 語 音識(shí)別器 動(dòng)態(tài)編輯識(shí)別列表 識(shí)別輸出 LD3320語音識(shí)別芯片 語音流 17 detection）檢測(cè)出用戶停止說話 ，把用戶開始說話到停止說話之間的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析后，給出識(shí)別結(jié)果。 語音識(shí)別原理圖如圖 所示。在 AT 指令中還包括以下控制符：結(jié)束符 (用 CR表示 )，十六進(jìn)制為 0x0D；發(fā)送符 (用 Z表示 )，十六進(jìn)制為 0xlA。 利用 AT指令可完成控制 GSM模塊進(jìn)行 SMS 通訊的所有流程，歐洲通信委員會(huì) ETST 發(fā)布的 GSM07． 05 標(biāo)準(zhǔn) AT指令集是目前全球所有GSM 模塊均支持的收發(fā) SMS的命令集，常見的 AT 指令見表 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換： 當(dāng)空氣質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，傳感器產(chǎn)生的是模擬電壓的變化，我們用模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片 TLC549CD 把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，單片機(jī)再對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理
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