智能家居控制网络设计_纺织轻工业_工程科技_专业资料

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1、智能家居控制网络设计摘要木文设计和实现了家用可节能的地暖检测与控制系统，并实现了视频监控功能。本设计采用了MSP430F149为主控器，89C51为各节点的控制器；NRF24L01为无线传输模块；DS18B20为测温模块；12864为液晶显示模块。木设计能实现多节点的温度的检测与控制、无线数据传输、多跳中继视频监控的功能，较好地完成了题目所给的指标。关键词：MSP430F149；89C51；节能家居；无线传输；温度检测1设计任务与要求1.1设计任务设计一套家用可节能的地暖检测与控制系统，并完成一定的视频监控功能。CIB；AFED图

2、1.1设计不意图1.2设计要求1.2.1基本要求(1)参考上图所示，A点为地暖供热输入总节点，其他B~F为各室内温度检测节点，各节点位置相对固定，且有稳定的供电电源。要求B〜F各节点的监测温度能够以无线方式送给A节点，A点控制三位电磁阀调节供暖流量，当低于18°C时，控制三位电磁阀为全开启状态供暖。如果某屋温度超过20°C时，则控制三位电磁阀为小流量状态，如果温度超过22°C时，则控制三位电磁阀关闭该屋的供暖循环;各节点的测温误差不超过士5%。注:实验时可用冰水、人体或热风等方式改变温度。(1)要求A〜F齐节点具有节电睡眠功能，每

3、间隔10分钟唤醒一次，进行一次检测以及控制过程。(2)大门口具有视频监控，人员岀入门口的时候均具有自动亮灯提示，并可将人员出入时的视频截图存贮起來。1.2.2发挥部分(l)B-F节点中的某些节点，由于建筑物遮挡，往往不能直接与A点通信，需要借助其他一个或儿个节点间接与A点通信，这就要求各节点具备多跳中继能力。每个节点的通信距离不超过100m。(3)大门口具有视频监控，人员出入门口的时候均具有自动亮灯提示，并可将人员出入时的视频截图存贮起來。2方案论证与设计2.1总体方案描述为了实现任务屮的要求，我们在各检测节点处于节能睡眠状态每隔

4、10分钟唤醒一次，采用了测温模块来检测温度，再经无线传输模块将温度数据传输给总节点处的单片机，单片机判断温度处于何种温度区间从而调节三位电磁阀进而调节室内温度，使室内温度处于正常范围内。在门口处安装红外检测装置与摄像头,红外检测到人体后将信息传输给单片机，单片机再控制摄像头拍照并存贮起来。显示模块显示各个房间的温度情况。图系统框图2.2微处理器模块的比较和论证木系统各节点距离较远且需要实现各个模块的温度检测和无线数据传输，所以需要各个节点出都使用一个单片机，总计需要六个单片机。方案1：包括总节点在内，所有节点都使用51单片机，因为

5、51单片机性价比高，价格低廉。方案2：总节点使用MSP430F149，其余齐节点使用51单片机。51单片机价格低廉，并且完全能够满足各个检测节点的要求。而主节点需要控制摄像头,可是51单片机无法达到这个要求，所以选择价格更高但功能更强大的MSP430F149o综上所述，最终选择方案2。2.3温度测量模块的比较和论证方案1：采用DS18B20数字温度计进行温度检测，DS18B20具有线路简单、体积小、低功耗、高精度、抗干扰能力强等特点的数字温度传感器。测量温度范围为・55°C〜+125°C,在・10°C〜+85°C范围内,精度为土0

6、.5°Co并且性价比高，功能上完全能够满足木系统的耍求。方案2：采用DHT11温湿度模块检测温度，可以用来检测周围环境温度与湿度，使用简单、安装方便，但其温度测量误差为±2°C,不能满足题目要求。综上所述，最终选择方案1。2.4无线传输模块的比较和论证方案1:红外接口是新一代的配置标准，它支持数字设备进行数据交流。红外通讯冇着成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移动设备屮获得了广泛的应用。但其通讯距离短，遇障碍物通讯中断；而且红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。方案2：采

7、用NRF24L01无线传输模块，其传输速率比较快，最大能到2M适合传输大批量数据，要求或者持续时间比较短的应用。并且发射频道高达124个，也就是可允许同时有124个设备同时首发，而互相不干扰。并且具有穿透性和绕射性。考虑到测温装置在各个房间，所以必然会有障碍物，所以放弃方案1。综上所述，最终选择方案2。2.5显示模块的比较和论证方案1：12864液晶显示，12864不仅能显示数字符号，还能显示汉字与图形，操作方法与其他液晶显示相似。屏幕较大(93*70*12.5),价格较高。方案2：采用1602液晶显示，1602能显示字母、数字、

8、符号，但不能显示汉字,而且屏幕较小(69.5*21.8*17.8),价格低。根据题目要求，需要实时显示各个房间的温度，考虑到1602的屏幕较小不能满足这个要求，所以选择屏幕更大的LCD12864o综上所述，最终选择方案1。2.6人体检测模块的比较和