【正文】 投入，致使在這個基礎(chǔ)上的家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品五花八門，但多數(shù)產(chǎn)品是大同小異，行業(yè)內(nèi)各企業(yè)的競爭處于無序狀態(tài)。1．智能化家居系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展特點(diǎn)：(1)市場潛力大，我們知道現(xiàn)在的房地產(chǎn)業(yè)在全國的發(fā)展都很火爆，作為其下游產(chǎn)業(yè)，智能家居市場前景非常樂觀。但是現(xiàn)在智能家居已經(jīng)不是一個單獨(dú)的產(chǎn)品，也不是傳統(tǒng)意義上的“智能小區(qū)”概念，而是基于小區(qū)的多層次家居智能化解決方案，它綜合利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊、家電控制、綜合布線等技術(shù)，將家庭智能控制、信息交流及消費(fèi)服務(wù)、小區(qū)安防監(jiān)控等家居生活有效地結(jié)合起來，在傳統(tǒng)“智能小區(qū)”的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了向家的延伸，創(chuàng)造出高效、舒適、安全、便捷的個性化住宅空間。但是所以吸引了眾多的國內(nèi)外企業(yè)去爭食智能家居市場。 (3) 德國的EIB系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的預(yù)埋總線及中央控制方式實(shí)現(xiàn)控制功能。該產(chǎn)品在美國占據(jù)市場主流。而且也使世界其他國家的眾多企業(yè)參與競爭智能家居這個市場。家電控制系統(tǒng)：如煤氣開關(guān)閥門、空調(diào)、電熱水器及電飯堡等的遠(yuǎn)程控制，當(dāng)主人外出要回到家時或在辦公室辦公時，都可通過電話或手機(jī)遙控家中的家用電器。網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)：通常語音通信系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)被統(tǒng)稱為信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。除此以外，各個家居之間也可實(shí)現(xiàn)可視對講。最后，它們的最終目的都是為滿足人們對安全、舒適、方便和符合綠色環(huán)境保護(hù)的需求。也就是說，首先，它們都要在一個家居中建立一個通訊網(wǎng)絡(luò)，為家庭信息提供必要的通路，在家庭網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)的控制下，通過相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對所有家庭網(wǎng)絡(luò)上的家電和設(shè)備的控制和監(jiān)測。但是，通常媒體上常見的有關(guān)智能家居的介紹，事實(shí)上卻誤導(dǎo)了人們對智能家居的認(rèn)識，使人們不知道如何將其與自己的家庭聯(lián)系起來。網(wǎng)絡(luò)化的智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電（熱水器，空調(diào)等）控制、燈光控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自動收放、防盜報警、遠(yuǎn)程控制、可編程定時控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段，使生活更加舒適、便利和安全。此外，在歐美、日本、新加坡等地，智能家居也日漸興起。時至今日，智能家居在美國已走過了將近30個年頭。它是利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、電力自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線電技術(shù)，將與居家生活有關(guān)的各種設(shè)備有機(jī)地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡(luò)化的綜合管理，讓居家生活更輕松。；TC35I；NRF24L01；TFT目錄摘 要 IABCTRACT II第1章 引言 1 智能居家系統(tǒng)的定義 1 智能家居的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 2 國外智能家居發(fā)展現(xiàn)狀 2 國內(nèi)智能家居發(fā)展?fàn)顩r及特點(diǎn) 3 課題研究的意義和內(nèi)容 4第2章 智能家居系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 智能家居系統(tǒng)的工作原理 7 智能家居系統(tǒng)的組成 7 智能家居系統(tǒng)工作原理 8 智能家居系統(tǒng)的功能特點(diǎn) 8 主控制系統(tǒng)的控制器選擇及其外圍電路設(shè)計(jì) 9 主控制器（STM32F103）介紹 9 主控制器的外圍電路設(shè)計(jì) 12 輔助控制系統(tǒng)的控制器選擇及其外圍電路設(shè)計(jì) 17 輔助控制器（AT89S52）介紹 17 輔助控制器的外圍電路設(shè)計(jì) 18 GSM通信模塊設(shè)計(jì) 22 通信模塊TC35I簡介 22 電平轉(zhuǎn)化電路設(shè)計(jì) 24 無線射頻通信模塊設(shè)計(jì) 24 無線射頻模塊芯片的選擇 24 無線射頻收發(fā)模塊nRF24L01設(shè)計(jì) 26 系統(tǒng)供電模塊設(shè)計(jì) 28 其他外圍電路介紹 29 繼電器電路 29 紅外遙控接收電路 30 紅外熱釋傳感器 30第3章 智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 32 軟件設(shè)計(jì)分析流程 32 32 34 TFT觸摸屏驅(qū)動程序設(shè)計(jì) 35 短消息收發(fā)介紹與程序設(shè)計(jì) 37 短消息的收發(fā)模式 38 與短消息有關(guān)的AT指令 39 短消息接收子程序設(shè)計(jì) 40 短消息發(fā)送子程序設(shè)計(jì) 42 無線射頻模塊（nRF24L01）通信的實(shí)現(xiàn) 43 nRF24L01的初始化配置 43 nRF24L01工作模式設(shè)置 44 nRF24L01與處理器的SPI通信實(shí)現(xiàn) 44 nRF24L01數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計(jì) 46 nRF24L01數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì) 49 其他輔助程序設(shè)計(jì) 52第4章 硬件設(shè)計(jì)制作與軟件調(diào)試 55 55 59第5章 結(jié)束語 62致 謝 64參考文獻(xiàn) 65附 錄 66第1章 引言 智能居家系統(tǒng)的定義隨著電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用，人們越來越感受到電子產(chǎn)品為生活所帶來的各種便利，特別是在20世紀(jì)80年代，智能家居的出現(xiàn)更為人們享受生活提供了一個廣闊的平臺。SystemBase on Smart Home System, in this design, STM32 MCU, AT89S51 microcontroller, nRF24L01 wireless transceiver module and GSM module TC35I and other major ponents is used and to achieve control with text message and alarm functions is achieved by writing software. The system uses the GSM network to receive the remote control Send short message, to achieve fire safety, security and other requirements of the family and home security monitoring and alarm electrical remote intelligent control. The advantage of system is transmission of high quality, good stability, antiinterference ability, easy to expand. The system has manmachine interface of TFT display, touch screen input, full graphical user interface, more convenient and more userfriendly operation. All of these make it more petitive.Key words: Smart Home System；GSM network；STM32。系統(tǒng)具有傳輸質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、易于擴(kuò)展，可隨意布控的特點(diǎn)，人機(jī)交互界面選用TFT顯示，觸摸屏輸入，操作界面全圖形化，使用更方便，操作更人性化，使其更具有市場競爭優(yōu)勢。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要圍繞“智能家居系統(tǒng)”這一課題，本次設(shè)計(jì)利用了STM32單片機(jī)、AT89S51單片機(jī)、nRF24L01無線收發(fā)模塊和GSM模塊TC35I等主要器件，并通過編寫相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)了具有短信收發(fā)控制與報警功能的“智能家居系統(tǒng)”。該系統(tǒng)利用了現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)，以收發(fā)短消息的遠(yuǎn)程控制的方式實(shí)現(xiàn)防火、防盜等家庭所要求的安全監(jiān)控和報警以及家庭電氣遠(yuǎn)程智能控制等功能。關(guān)鍵詞：智能家居系統(tǒng)； GSM網(wǎng)絡(luò)；STM32；AT89S51；TC35I；NRF24L01；TFTABCTRACTSmart Home AT89S51 智能家居是一個系統(tǒng)，也是一個過程。智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，而且不再是被動的，是具有能動性智能化的工具，提供全方位的信息交換功能，優(yōu)化我們的生活方式和居住環(huán)境，幫助我們有效地安排時間，節(jié)約各種能源，提供優(yōu)質(zhì)、高效、舒適、安全的生活空間……智能家居的原型最早起源于美國。目前，美國有全球最大的智能化住宅群。 智能家居不再是一幢被動的建筑，相反的，它成了幫助住戶提高時間利用率的工具，使家居生活更為舒適、安全、高效和節(jié)能。 隨著家庭智能化在世界范圍內(nèi)的普及，智能家居在上個世紀(jì)末悄然走進(jìn)了中國市場。 目前通常把智能家居被定義為利用電腦、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合的一個系統(tǒng)。其次，它們都要通過一定的媒介平臺，構(gòu)成與外界的通訊通道，以實(shí)現(xiàn)與家庭以外的世界溝通信息，滿足遠(yuǎn)程控制監(jiān)測和交換信息的需求。由此可見，智能家居是一個系統(tǒng)層次概念，它涵蓋了在建筑環(huán)境層次能夠影響人們生活的諸多方面，就實(shí)際應(yīng)用而言往往有以下系統(tǒng)：可視對講系統(tǒng)：如有客人訪問，可按動大門上的按鍵，主人在家里通過液晶顯示屏能很清晰的看到室外情況，免除陌生人的打擾。家庭安防系統(tǒng)：運(yùn)用現(xiàn)代通信、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，通過對各類探測器及相關(guān)處理設(shè)備的綜合使用，達(dá)到對家庭安全提供保障。智能照明系統(tǒng)：通過安裝智能控制器，對客廳、起居室及臥室內(nèi)的燈具開關(guān)進(jìn)行遙控，或者通過通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)照明的遠(yuǎn)程控制。 智能家居的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 國外智能家居發(fā)展現(xiàn)狀世界上最早的智能建筑是1984年在美國誕生的，之后加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家先后開始開發(fā)智能建筑和智能家居產(chǎn)品。目前已出現(xiàn)在市場上的智能家居類產(chǎn)品主要有：(1)美國的X10系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過電力線以50Hz或（60Hz）為載波作為網(wǎng)絡(luò)平臺，采取集中控制方式實(shí)現(xiàn)多種功能。 (2) 新加坡的8X系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用預(yù)埋總線及中央控制方式實(shí)現(xiàn)各種功能，同時利用產(chǎn)品可對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。由于智能家居的誘人的前景和巨大的市場，加之隨著歐洲電子全面普及化工作的開展，以及以韓國、日本、中國為代表的的亞洲電子技術(shù)的飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高以及智能電子技術(shù)不斷的成熟，智能化控制已經(jīng)成為未來生活潮流發(fā)展的最新方向。 國內(nèi)智能家居發(fā)展?fàn)顩r及特點(diǎn)中國人口眾多，城市住宅建設(shè)也多選擇密集型的住宅小區(qū)方式，因此很多房地產(chǎn)商會站在整個小區(qū)智能化的角度來看待家居的智能化，也就出現(xiàn)了目前一統(tǒng)天下、無所不包的“智能小區(qū)”的模式。在國內(nèi)，隨著建筑智能化行業(yè)協(xié)會的成立及技術(shù)水平的不斷提高，產(chǎn)品在市場上已逐步推廣了，前期主要集中在一些分散的智能家庭控制子系統(tǒng)的研究上，如三表抄送系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)等。但是由于中國的居住模式和文化與發(fā)達(dá)國家有很大的區(qū)別，所以智能家居在中國的發(fā)展也體現(xiàn)出其獨(dú)具的特點(diǎn)。(2)智能家居產(chǎn)業(yè)處于引導(dǎo)期，沒有一個統(tǒng)帥品牌和領(lǐng)軍企業(yè)，市場處于無序競爭期。(3)智能家居行業(yè)市場遠(yuǎn)未成熟，大規(guī)模的價格戰(zhàn)、廣告戰(zhàn)和服務(wù)戰(zhàn)還沒有爆發(fā)，市場份額較為分散，市場的認(rèn)知和接受程度較低，市場尚處于一個需要逐步培育和引導(dǎo)的階段。(4)面對著巨大智能家居市場的需求，市場區(qū)域也存在著不均衡的狀態(tài)。2．智能家居系統(tǒng)有以下發(fā)展方向：(1)向一體化、系統(tǒng)集成化方向發(fā)展。(3)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化方向發(fā)展。(5)向具有“中國特色”的家居智能化方向發(fā)展家居智能化系統(tǒng)需要大量的適合中國國情的產(chǎn)品和運(yùn)行軟件。其職能家居控制系統(tǒng)主要有三個部分：A系列、B系列和易家三代。 課題研究的意義和內(nèi)容課題研究的意義：隨著人們對生活質(zhì)量提出了更高的要求，希望生活更加追求安全與舒適。智能家居安防系統(tǒng)能在各種緊急情況出現(xiàn)的第一時間報警，通知物業(yè)管理中心和住戶，把險情消滅在萌芽狀態(tài)，減少各種損失，為家庭生活的安全舒適提供強(qiáng)有力的保障。另一方面，智能家居系統(tǒng)中遠(yuǎn)程控制，能夠給人們生活帶來極大的舒適與便捷，可以通手機(jī)遠(yuǎn)程控制家電設(shè)備，讓現(xiàn)代科技與生活實(shí)現(xiàn)完美的結(jié)合。但智能家居在中國還處于初始階段，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威的產(chǎn)品。到目前為止，在中國手機(jī)基本普及。本次就是設(shè)計(jì)了一款以GSM網(wǎng)絡(luò)的短信息服務(wù)(SMS)為載體的智能家居控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的安裝無需改變家庭原有的布線，可有效的解決單個家庭對智能家居產(chǎn)品的需求，且成本小、安裝周期短，觸摸屏輸入，操作界面全圖形化，方便查看與人工設(shè)置。 智能家居系統(tǒng)基本框圖智能家居系統(tǒng)所需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容比較多，但是由于成本、時間等的限制，要做出完整的智能家居系統(tǒng)顯然是不可能的。故而做好其中一個便可觸類旁推。該智能家電控制系統(tǒng)通過GSM網(wǎng)絡(luò)完成手機(jī)與控制系統(tǒng)間的信息交換，進(jìn)而傳遞控制信息，中央控制模塊通過對控制信息的解碼將其發(fā)送到家電控制端，實(shí)現(xiàn)家電的控制。 家居主控制系統(tǒng)圖 家居輔助控制系統(tǒng)圖第2章 智能家居系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 智能家居系統(tǒng)的工作原理 智能家居系統(tǒng)的組成本次設(shè)計(jì)采用了主從的控制理念，設(shè)計(jì)了2塊控制電路板：一個是以51單片機(jī)為中心的家居信息（包括報警信息）的采集、基于短距收發(fā)模塊nRF24L01的信息收發(fā)以及相應(yīng)的控制裝置（繼電器）的輔助控制系統(tǒng)；另一個是以STM32為中心的負(fù)責(zé)所有家居信息的顯示人機(jī)對話與接受與處理以及同用戶交換控制信息（通過GSM為通信載體）并發(fā)出控制命令的智能控制模塊。智能家居系統(tǒng)組成：主控制系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng)。輔助控制系統(tǒng)包括信號采集模塊、信息傳送模塊nRF24L0家電設(shè)備控制模塊。主控制系統(tǒng)STM32F103VCT6任務(wù)：1信息收集2短消息收發(fā)3控制命令輸出4人機(jī)界面nRF24L01接收家居信息和發(fā)送控制命令TC35I與用戶手機(jī)通信、接受控制命令TFT觸摸屏ILI9320和ADS7843的人機(jī)對話界面控制輔助控制系統(tǒng)單片機(jī)AT89S52任務(wù)：1家居信息采集2信息發(fā)往主控器3執(zhí)行主控制命令收集傳感器采集的家居環(huán)境信息溫濕度等nRF24L01收發(fā)家居信息和控制命令MAX72198位數(shù)碼管顯示HS0038紅外接收頭接收手動控制命令SD卡 讀寫操作SPI模式、儲存字庫繼電器控制命令響應(yīng)模塊控制 智能家居系統(tǒng)主、輔控制系統(tǒng)原理框圖智能家居系統(tǒng)的核心是智能家居控制中心模塊的設(shè)計(jì)，將在下面的章節(jié)中重點(diǎn)介紹智能家居控制中心模塊的設(shè)計(jì)過程。根據(jù)實(shí)際需要可知，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的，必須具備的條件就是對現(xiàn)場進(jìn)行控制的無線射頻模塊，還有就是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信的通信模塊，在加上相關(guān)的外圍電路