【正文】 附錄一 整個(gè)硬件系統(tǒng)電路圖 36附錄二 開題報(bào)告說明 37附錄三 文獻(xiàn)綜述 38附錄四 中期報(bào)告 39附錄五 外文文獻(xiàn)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(jì)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。 remote monitoring。溫濕度傳感器測量出來的溫濕度數(shù)值通過LCD1602來顯示，當(dāng)超過設(shè)定的閾值將通過GPRS模塊發(fā)送警報(bào)短信到指定的手機(jī)上，同時(shí)也可以由手機(jī)發(fā)送特定短信到GPRS上控制LED燈的亮滅、控制28BJY48步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、讀取當(dāng)前室內(nèi)的溫濕度并發(fā)送回手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。 了解ARM嵌入式系統(tǒng)工作原理，設(shè)計(jì)硬件控制系統(tǒng)。4 給出全部設(shè)計(jì)參數(shù)和圖紙。2 熟悉智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象和具體要求。 ） （ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（214。（ ）；（ ）；（ ）。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于ARM的嵌入式智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)唐傳璋燕 山 大 學(xué)2013 年 6 月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于ARM的嵌入式智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 工業(yè)自動(dòng)化 學(xué)生 姓名： 唐傳璋 學(xué) 號(hào)： 090103010055 指導(dǎo) 教師： 李建雄 答辯 日期： 2013622 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)院：電氣工程學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：自動(dòng)化系 學(xué)號(hào)090103010055學(xué)生姓名唐傳璋專 業(yè)班 級(jí)09級(jí)工自1班題目題目名稱基于ARM的嵌入式智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目性質(zhì)：工程設(shè)計(jì) （ 214。 ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。題目類型（214。 ） 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。3 設(shè)計(jì)硬件控制系統(tǒng)和軟件控制程序?；疽?完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份(格式與畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫要求相符)，要求有不超過300字的中、英文摘要； 查閱文獻(xiàn)15篇以上，翻譯與課題有關(guān)的外文資料不少于5千漢字； 繪制A1圖紙一張以上. 圖形及文字符號(hào)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)； 翻譯與研究內(nèi)容相關(guān)的外文資料一份參考資料1．ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與編程2．ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與開發(fā)實(shí)例3．智能家居系統(tǒng)與技術(shù)4. 期刊學(xué)術(shù)論文周 次1—4周5—8周9—11周12—15周16—17周應(yīng)完成的內(nèi)容查詢ARM嵌入式系統(tǒng)和智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)資料。設(shè)計(jì)控制程序撰寫論文繪制圖紙、準(zhǔn)備答辯指導(dǎo)教師：李建雄職稱：講師 2012年12月7日系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要科技改變生活，科技為人類帶來了更舒適更方便的解決方案，智能家居是現(xiàn)代化科技的體現(xiàn)，智能家居也正是在應(yīng)人們需求下而產(chǎn)生的。整個(gè)硬件控制系統(tǒng)有以下模塊：控制主機(jī)STM32F103VET無線短信收發(fā)模塊GPRS(遠(yuǎn)程監(jiān)控的主要模塊)、用于顯示的LCD1602液晶顯示屏(顯示測量出來的溫濕度值)、測量外部環(huán)境溫濕度的溫濕度傳感器DHT11，異步電機(jī)28BYJ48(模擬控制窗簾收放用到的控制器)、蜂鳴器(報(bào)警用)、LED燈(模擬室內(nèi)各種燈)、繼電器(模擬室內(nèi)各種電器的控制開關(guān))。關(guān)鍵詞　智能家居；遠(yuǎn)程監(jiān)控；GPRS；ARMAbstractTechnology has changed life, science and technology has brought to mankind more fortable and more convenient solution, smart home is a manifestation of modern technology, smart home is also in demand should be generated by people. The content of this thesis is to design a remote monitoring system of smart home based on ARM. The entire hardware control system has the following modules: the host controller STM32F103VET6, wireless SMS transceiver module GPRS (the main module of the remote monitoring), LCD display (to display the temperature and humidity measured values), temperature and humidity sensor,DHT11, be used to measure the external environment temperature and humidity, asynchronous motor 28BYJ48 (analog controller curtain used), a buzzer (alarm), LED light (simulated indoor lamps), a relay (control switch simulation of indoor each kind of electric appliance). The temperature and humidity value measured by the temperature and humidity sensor and displayed by LCD1602, when more than a set threshold an alarm SMS will be sent by GPRS module to the designated mobile phone, but also can be caused by the mobile phone to send a specific message to the GPRS to control LED light, 28BJY48 stepper motor reversible, read the current indoor temperature and humidity and sent back to the mobile phone.Keywords　 smart home。 GPRS。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?；顒?dòng)節(jié)約不必要的能耗[1]。家居智能化控制的開發(fā)和建設(shè)是未來國家、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢。1984年，世界上第一座智能建筑在美國的康涅迪格州建成，這座意義不一般的智能建筑是對一座舊式大樓在一定程度上的改造而完成的。2000年，新加坡大約有5000戶家庭采用了這種家庭智能家居化系統(tǒng)，而與此同時(shí)，美國采用這種智能家居化系統(tǒng)的用戶已高達(dá)4萬戶。于此同時(shí)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日益標(biāo)準(zhǔn)化，這些新型智能家居系統(tǒng)將會(huì)比世界首富比爾. 蓋茨耗資六千萬美元的高端智能家居別墅便宜得多。近年來，以摩托羅拉公司及美國微軟公司等為首的一些國外知名企業(yè)，先后加入到智能家居系統(tǒng)的研發(fā)中。此外，亞洲國家日本、韓國、新加坡等國的領(lǐng)頭大企業(yè)也紛紛致力于家居智能化的研發(fā)，對家居市場更是躍躍欲試。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(dá)城市，并慢慢地向內(nèi)陸發(fā)展。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(jì)司聯(lián)合組織實(shí)施了全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程，這也標(biāo)志著我國的智能家居進(jìn)入了一個(gè)新階段。根據(jù)建設(shè)部的要求，截止今年，大中城市中50%的住宅要實(shí)現(xiàn)智能化[2]。國內(nèi)各大硬、軟件企業(yè)機(jī)構(gòu)正在積極的研發(fā)更為符合市場的智能家居化產(chǎn)品，以解決我國當(dāng)前智能化設(shè)備使用復(fù)雜、產(chǎn)品價(jià)格昂貴及實(shí)用性差等缺點(diǎn)，而技術(shù)創(chuàng)新能力也逐漸向國際先進(jìn)水平靠攏，這樣智能家居的未來值得我們期待[34]。第三章主要介紹了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)描述各個(gè)功能模塊電路圖的設(shè)計(jì)及其功能。其中給出了主要程序代碼及其程序流程圖。該芯片屬于增強(qiáng)型的32位高性能微控制器，具有100引腳和高達(dá)512K字節(jié)的閃存存儲(chǔ)器。這些單元都是通過一個(gè)多級(jí)的AHB總線構(gòu)架相互連接的，如圖21所示。指令預(yù)取在此總線上完成。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。總線矩陣: 該矩陣協(xié)調(diào)DMA主控總線與內(nèi)核系統(tǒng)總線間的訪問與仲裁，仲裁采用輪換算法。 AHB外設(shè)通過總線矩陣與系統(tǒng)總線相連，允許DMA訪問。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速(最高72MHz)。在每一次復(fù)位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外設(shè)都被關(guān)閉，在使用一個(gè)外設(shè)之前，必須設(shè)置寄存器RCC_AHBENR來打開該外設(shè)的時(shí)鐘圖21 STM32系統(tǒng)架構(gòu) STM32F103VET6的內(nèi)部資源STM32F103VET6的引腳圖如圖22所示。CortexM3采用了哈佛結(jié)構(gòu)，擁有獨(dú)立的Dcode總線和Icode總線，可以讓數(shù)據(jù)訪問和取指并行不悖，這樣數(shù)據(jù)訪問就不再占用Icode總線，從而提升了工作性能。圖22 STM32F103VET6引腳圖(2) 存儲(chǔ)器：512KB的閃存程序存儲(chǔ)器；64K字節(jié)的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SRAM，它可以以字節(jié)、半字(16位)或全字(32位)訪問。(b) STM32的工作電壓(VDD)～，；(c) 獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換器供電和參考電壓；(d) 一個(gè)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)。(5) DMA控制器：支持定時(shí)器、ADC、SPI、IIC和USART等外設(shè)。(7) 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)：12位的ADC是一種逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它有多達(dá)18個(gè)通道，可測量16個(gè)外部和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)源。(9) 通用異步收發(fā)器(USART)：全雙工的，異步通信RZ標(biāo)準(zhǔn)格式；發(fā)送和接收共用的可編程波特率，；智能卡模擬功能。華為GTM900B無線模塊是一款兩頻段GSM/GPRS 無線模塊。GTM900B 模代表支持PPP 協(xié)議的模塊，主要兼容西門子C35 模塊還有數(shù)據(jù)傳送的AT 命令，適用于小數(shù)據(jù)量傳送的場合，用戶無需實(shí)現(xiàn)PPP 協(xié)議也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。鍵盤、液晶顯示LCD等外部設(shè)備由外部CPU 進(jìn)行控制。圖23 GTM900引腳圖表21 GTM900引腳功能說明序號(hào)名稱I/O功能1～5VBATI供電6～10GND工作地14ADCI模擬數(shù)字采樣15PWONI開關(guān)控制信號(hào)17RIOO振鈴指示18RXD0OGTM900模塊AT命令串口發(fā)送信號(hào)（對端設(shè)備接收）19TXD0IGTM900 模塊AT命令串口接收信號(hào)（對端設(shè)備發(fā)送）20CTS0O清除發(fā)送21RTS0I請求發(fā)送22DTR0I數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒23DCD0O載波檢測24～29SIM_xSIM卡的信號(hào)31RSTI復(fù)位信號(hào)32LPGO指示燈狀態(tài)控制信號(hào)溫濕度的測量選擇溫濕度傳感器DHT11，數(shù)字溫濕度傳感器DHT11是一種具有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫度與濕度復(fù)合的傳感器。 DHT11的引腳說明數(shù)字溫濕度傳感器DHT11中具有一個(gè)NTC測溫元件和一個(gè)電阻式感濕元件，并與一個(gè)高性能的8位單片機(jī)相連接。每個(gè)溫濕度傳感器DHT11產(chǎn)品都在極為精確的溫濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行了校準(zhǔn)。其引腳接線圖如圖24所示，引腳說明如表22所示。傳感器上電后，要等待1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間無需發(fā)送任何指令。(1) 數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行一次溫濕度采集得到完整的數(shù)據(jù)為40bit，高位數(shù)據(jù)先出。采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸正確時(shí)，其校驗(yàn)和等于“8bit濕度整數(shù)+8bit濕度小數(shù)+8bi溫度整數(shù)+8bit溫度小數(shù)”所得結(jié)果的末8位數(shù)據(jù)。若沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)，DHT11就不會(huì)響應(yīng)主機(jī)的信號(hào)也就不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集。圖25 DHT11與主機(jī)通信過程如圖26所示，當(dāng)總線空閑是其狀態(tài)為高電平，主機(jī)要與DHT11通信則需要主機(jī)將總線拉低至少18毫秒以上,再拉高20~40us，保證DHT11傳感器能檢測到開始信號(hào)。主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后, 接收DHT11的響應(yīng)信號(hào),當(dāng)主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)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)。如果主機(jī)讀取DHT11的響應(yīng)信號(hào)為高電平，則是DHT11沒有響應(yīng)，溫濕度數(shù)據(jù)測量失敗。圖27 數(shù)字0信號(hào)的表示圖28 數(shù)字1信號(hào)的表示 溫濕度液晶顯示模塊LC