智能控制大赛论文--智能家居

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1、SouthChinaUniversityofTechnology第九届智能控制设计大赛高级组论文智能家居控制系统队名：敬队队员：王飞活陈永明何婉红目录一.题目二.系统介绍2.1系统介绍2.2系统架构三.方案选择3.1单片机方案选择3.2无线通讯方式选择3.3设备控制方式选择3.4通讯协议设定四.硬件设计4.151单片机最小系统板原理图4.2nrf24L01无线模块原理图4.3ID卡信息扫描电路图4.4系统pcb板图五.软件设计5」主机设计5.2终端一设计5.3•终端二设计5.4手机控制端设计七上匕赛总结八

2、•附录&1主机代码8.2终端一代码8.3终端二代码8.4app代码一.题目1.1设计任务设计并制作一套智能家居控制系统，对家用设备、家庭成员出入管理。系统由主控机及分散终端组成，主控机负责对用户进出户记录和家用电器控制的管理等任务，终端负责门禁与家用电器设备的控制。系统通过无线的方式组网，主机和终端之间可以双向通信，终端间可不进行通信，终端可以方便增加。主机上编写友好的人机界面，方便系统查询、设置等操作。木系统演示时，终端数＞=2o1.2设计要求1.基本要求1）实现以上组网功能。2）终端一：电子门禁执行器

3、，1、负责ID卡信息扫描，提示用户类型，并将用户信息传送给主机；2、执行开门动作（可由终端本身产生，也可由主机产生），开门动作可用声光代替；3）终端二：为家用电器电源开关控制端（电灯等）。需完成以下功能：1、在未联网的情况下，现场演示与主机进行联网，并且断电重启后无需再次联网；2、当用户开门时登记并向主机传输使用者信息；3、执行开关动作，电灯电源开关采用继电器控制，继电器输出端不需要接市电，但需以某种形式展现开关动作。（电灯可用LED代替）4）主机：1、应具有良好的人机界面，可与终端进行双向通信，接收终端

4、提交的用户信息。2、主机操作对象分为：主要家庭成员和家庭负责人两种。其中，家庭负责人可在主机执行添加、删除终端操作（终端一不可移除）。3、建立良好的界面可进行终端控制电灯的亮灭。2.发挥部分1）在满足一定条件时（超过夜晚12点，需要自行设置时间），主机发送结束指令，实现自动断电，关闭门禁等功能。2）在主机上建立设备和人员的信息数据库，可实时查询家庭成员开门等信息。3）可方便导出门禁设备及电灯使用情况,导出至PC可使用txt格式（excel、word等better）。4）实现异常监督报警功能。如掉网、突然掉

5、电等。5）其他创新（如指纹识别进行开门操作等）。三、说明ID卡应识别以下身份：家庭成员、家庭负责人。使用情况应能对每天家庭出入者的时间进行记录等。一.系统介绍2.1系统介绍智能家居概念的起源很早：20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化开始实现；80年代中期，将家用电器、通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体，又形成了住宅自动化概念；至80年代末，由于通信与信息技术的发展，出现了通过总线技术对住宅屮各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统，这在美国被称为Smart

6、Home,也就是现在智能家居的原型。总体而言，智能家居发展大致经历了3代。第一代主要是基于同轴线、两芯线进行家庭组网，实现灯光、窗帘控制和少量安防等功能。第二代主要基于RS-485线、部分基于IP技术进行组网，实现可视对讲、安防等功能。第三代实现了家庭智能控制的集中化，控制主机产生，业务包括安防、控制、计量等业务。本系统在第三代智能家居为基础，以住宅为背景而设计的，融合自动化控制系统，计算机网络系统和网络通讯技术于一体的智能家居系统。系统末端使用nrf24101无线技术，将门禁，家庭设备（电灯，风扇，窗帘

7、等），突发情况（火灾等），环境状况（温度，湿度等）通过无线网络实现远程监督操控，为人们提供舒适，方便的家庭生活空间，提供全方位的家庭物联网数字化控制。系统以pc机为核心，pc机通过nrf24101与终端建立双向数据通讯，实现pc机对终端的控制。Pc机提供了人性化的家居控制界面，用户身份验证，数据库的管理，数据的处理,远程操作等功能。终端一提供了读卡，密码锁，语音提示等功能，为门禁系统的执行者。终端二实现了设备的开关执行，温湿度的获取，异常情况的检测和发送等功能。为了进一步提高智能化水平，系统屮还加入的移动

8、主机部分，移动主机可以通过蓝牙与终端二设备建立连接，通过编写的叩k同样可以实现对家庭设备的操控，并且所有的操作会同步到主机。实现随吋随地，触手可及地控制家居。屮国智能化住宅的发展，在经历了近10年的探索阶段之后，建筑面积目前已达到400亿平方米，预计到2020年还将新增300亿平方米。2010年屮国的智能建筑将会达到9000幢。全国智能化住宅小区的建设数量，未来十年将达到上万个。因此，无论从使用性，经济效益，用户操作习惯，未来