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《基于以太网的智能家居通信模块设计【开题报告】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、毕业设计开题报告电气工程及其自动化基于以太网的智能家居通信模块设计一、选题的背景与意义：智能家电远程控制系统是一种利用网络通讯技术、智能控制技术、电子技术等多种技术为一体的现代家电控制系统。智能家电远程控制系统的出现可以减少人们对保姆的依赖，提高家用电器的使用灵活性，大大减少家用电器的使用对人们在时间上、空间上造成的束缚，从而提高人们的整体生活水平。总而言之，智能家电远程控制是未来家电发展的必然趋势。实际智能家电如：家庭局域网、电话小交换、电视分配、灯光控制系统、家电远程控制系统、电动窗帘等。现代家庭有多种家用电器，分布
2、于一套房子的各个角落。要实现家电的远程控制，必须建立一个小型的控制网络来集中进行控制。以太网技术已经愈来愈广泛地运用于智能家居系统。本设计目标通过以太网接口，实现上位机与通信模块的数据传输。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题本课题主要内容是完成通过上位机与通信模块的数据传输。该课题涉及C语言、数字电路、模拟电路、单片机、嵌入式系统、PCB综合布线等方面知识。基本内容：1、掌握TCP/IP协议相关技术。2、选用合适的芯片，能有效地实现以太网数据的收发。3、编写WEB程序，通过WEB服务访问接口。通过浏览器键入IP地址，网
3、页直观显示部分功能。三、设计的总体方框图总体方案如图1所示:-7-图1总体方案3.1器件选择：3.1.1太网控制器的选择和分析目前市场上大部分以太网控制器都是专为个人计算系统设计的，既复杂、又占空间，封装均超过80引脚，本方案以太网控制器采用Microchip的ENC28J60芯片，其为嵌入式应用提供一种低引脚数、低成本且高效易用的远程通讯解决方案。ENC28J6符合IEEE802.3协议，且只有28引脚，这样可以大大简化相关设计，并可以减小板空间。此外，ENC28J60以太网控制器采用业界标准的SPI串行接口，只需4线
4、便可与主控单片机进行通讯，ENC28J60以太网控制器的主要功能包括：①符合IEEE802.3协议，集成10Mb/s以太网物理层器件（PHY）及媒介接入控制器（MAC可按业界标准的以太网协议可靠地收发信息包数据；②支持单播、组播和广播数据包，可编程数据包过滤，并在以下事件的逻辑“与”和“或”结果为真时唤醒主机，减轻主控单片机的处理负荷；③10Mb/sSPI接口：业界标准的串行通讯端口，低至18引脚的8位单片机也具有网络连接功能；④可编程8KB双端口SRAM缓冲器：以高效的方式进行信息包的存储、检索和修改，以减轻主控单片机
5、的内存负荷。该缓冲存储器提供了灵活可靠的数据管理机制。封装类型：-7-图2一种28J60封装图3.1.2控制器的选择和分析方案选择STM32F103VC芯片为整个接口电路的控制核心，STM32是基于ARMCortex-M3内核的32位处理器，具有杰出的功耗控制以及众多的外设，最重要的是其性价比，现在STM32低配置的芯片，价格在10块钱左右。。并且具有以下优点：（1）基于ARMCortex-M3核心的32位微控制器,LQFP-100封装.（2）256K片内FLASH,48K片内RAM,片内FLASH支持在线编程(IAP)
6、.（3）高达72M的频率,数据,指令分别走不同的流水线,以确保CPU运行速度达到最大化.（4）通过片内BOOT区,可实现串口下载程序(ISP)（5）片内双RC晶振,提供8M和32K的频率（6）支持片外高速晶振(8M),和片外低速晶振(32K).其中片外低速晶振可用于CPU的实时时钟,带后备电源引脚,用于掉电后的时钟行走.（7）42个16位的后备寄存器(可以理解为电池保存的RAM),利用外置的纽扣电池,和实现掉电数据保存功能.（8）支持JTAG,SWD调试.配合廉价的J-LINK,实现高速低成本的开发调试方案（9）多达80
7、个IO(大部分兼容5V逻辑),4个通用定时器,2个高级定时器,2个基本定时器,3路SPI接口,2路I2S接口,2路I2C接口,5路USART,一个USB从设备接口,一个CAN接口,SDIO接口,可兼容SRAM,NOR和NANDFlash接口的16位总线-FSMC.（10）3路共16通道的12位AD输入,2路共2通道的12位DA输出.支持片外独立电压基准.（11）CPU操作电压范围:2.0-3.6V.-7-封装类型：图3一种STM32封装图3.2硬件设计以下是上位机与通信模块的数据传输原理，分析其工作原理。传感器上位机28
8、J60STM32F图4工作原理图3.2.1时钟振荡器ENC28J60需要一个25MHz的晶振,接在OSC1和OSC2脚上;也可由外部时钟信号来驱动。此时3.3V的外部时钟接在OSC1脚上,OSC2断开或者通过一个电阻接地来降低系统噪声。3.2.2振荡器启动定时器ENC28J60内部有一个振荡器启动时钟OST(Osci
