基于stm32的嵌入式智能家居系统

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1、基于STM32的嵌入式智能家居系统　　摘要：为了满足人们对家居环境智能化的要求，设计了一种基于Cortex-M4内核并且以STM32F407ZGT6微处理器为嵌入式控制器核心的智能家居控制系统。该系统采用GPRS模块和无线模块nRF24L01为通信模块，完成控制台、家电模块、防灾模块、手持设备等各模块之间的通信和信息传输，进而实现对室内家居的智能控制。实验结果表明，该系统控制方便、运行稳定、外扩能力强，适合普通家庭使用，具有广泛的应用前景。　　关键词：智能家居；STM32F4；GPRS；嵌入式　　中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：100

2、9-3044（2016）13-0240-03　　Abstract：Inordertomeettherequirementsoftheintelligenthomeenvironmentforpeople.SmartHomecontrolsystembasedonSTM32F407ZGT6carriedCortex-M4hasbeendesigned.TheGPRSandnRF24L01areusedtomakethecommunicationbetweentheConsole、theHomeAppliances、theProtectionandth

3、eHandheldDeviceachievedinthissystem，soitcancontroltheSmartHome.Theresultsfromtheexperimentindicatethat：thesystemhasconvenientcontrol，stablerunning，strongextendedability，suitablefornormalhouseholduse，andextensiveapplicationprospect.　　Keywords：SmartHome；STM32F4；GPRS；Embedded8　　1

4、概述　　随着科学技术和计算机技术的快速发展，使得智能家居逐渐成为现代家居生活的发展方向。当今正处在互联网、大数据的时代，智能家居以迅猛速度聚焦于人们的视野，我们物质追求价值的提升，对智能家居的渴望也越演越烈[1]。文献[6]提出利用RS485总线设计智能家居系统，虽然解决了传输距离短的问题，但具有布线困难和比较难维护的缺点。文献[7]和[8]提出利用WiFi技术设计智能家居系统，虽然实现了无线组网，但是功耗比较大，不实用。针对以上出现的布线困难、难维护、功耗较大的问题，本系统采用STM32作为控制器，该控制器功耗低，价格低廉，功能实用，能够让普通消

5、费者所接受，在以STM32为控制核心的基础上，将无线通信技术、传感器技术等相融合，通过分析各个传感器所采集到的信息、GPRS模块接收到的信息以及用户通过人机界面接收到的信息，从而将危险报警信息由GPRS发送短信到用户手机上，这样就构成了一个舒适安全的居住环境。　　2系统总体结构8　　为了用户方便操作，系统控制部分采用本地控制和远程控制两部分。本地控制部分主要有传感器模块、无线模块nRF24L01、显示模块和电源模块，通过设置每个模块的状态，传感器所采集的信息就会显示在屏幕上，这样就可以实时了解并查询家里的信息，远程控制部分主要是通过GPRS模块发送

6、信息，并由移动终端通过短信的方式来控制，从而达到对家居设备的远程控制[3]。根据功能来看，该系统可以分为防灾模块和家电控制模块。防灾模块所要实现的功能是当室内燃气传感器检测到有可燃气体存在时或烟雾传感器检测到的浓度高于安全值，就会通过GPRS模块向用户手机发送报警信息，用户可以第一时间消除危害。家电控制模块所要实现的功能是用户可以通过短信随时随地查询家里电器的信息，或者可以随时打开或关闭家中的电器，给人们生活带来极大方便。总体结构框图如图1所示。　　3系统硬件设计　　3.1主控制器　　本系统主控芯片选用STM32F407ZGT6，它是以ARM32的

7、Cortex-M4为内核的处理器，与STM32F1/F2等CortexM3产品相比，STM32F4拥有多达192KB的片内SRAM，STM32F4最大的优势，就是新增了硬件FPU单元以及DSP指令，同时，STM32F4的主频也提高了很多，能够达到168Mhz，可获得210DMIPS的处理能力，这一点使得STM32F4非常适用于需要浮点运算或DSP处理的应用，也被称之为DSC，具有非常广泛的应用前景。　　3.2无线模块nRF24L01　　nRF24L01是一种世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，它工作在2.4-2.5GHz。无线收发器包括：频率发

8、生器、增强SchockBurst模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块。它的输出功率、频道选择等可以通过SP