基于嵌入式平台的智能化家居系统设计方案.doc

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1、基于嵌入式平台的智能化家居系统设计方案一、设计题目基于嵌入式平台的智能家居系统设计二、设计要求基于嵌入式智能家居控制系统主要由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等部分组成。设计重点完成基于嵌入式系统平台的家居控制中心设备的结构、功能。系统采用SM8952AC25P、MT8870、TC35modem和各类家居传感器设计制作一款智能家居控制系统样机。系统使用UC/OS-II嵌入式系统。系统设计主要包括：系统

2、硬件的设计与调试和控制软件的编写与调试。本次基于嵌入式的智能化家居系统的设计，选择高性能的STM32F103RBT6为核心的控制芯片，植入μC/OS-II实时操作系统。设计围绕智能家居中的智能照明、电动窗帘、背景音乐、安防报警、远程控制等方面以STM32F103RBT6为硬件开发平台，为设计具有实用性高、性价比高的智能化产品做市场调研，为在智能家居方向发展提供科技展望理念。本系统设计主要包括智能照明控制电路、电动窗帘控制电路、家用电器控制电路、环境监测电路、安防报警电路、远程控制电路和单片机集中控制与人机对话部分。其中，智能照

3、明控制电路包括对多地、多个照明设备的同时或分开控制；电动窗帘控制电路则是根据需求自动控制窗帘，主要是通过控制电机的正反转来实现；家用电器控制电路主要是控制是否需要开启电器设备，包括电视、音乐播放器、空调等等；环境监测电路主要通过传感器获取室温度、湿度、烟雾浓度等；安防报警电路主要对室防盗等提供技术保障；远程控制电路包括用户在外地通过手机或者互联网对家中相应设备实现控制与信息交流等；单片机集中控制与人机对话部分主要是将各部分信息收集到单片机进行集中处理，根据户主需求，执行相应的控制命令与操作，实现人机对话等。三、设计作用与目的通

4、过本次基于STM32和μC/OS-II的智能家居控制系统，熟悉并初步掌握STM32和μC/OS-II的编程与实际应用。了解智能家居的发展历程与前景，熟悉智能家居的常见控制系统的组成与控制对象。加深对嵌入式概念的理解以及对相关知识的掌握，使自己的系统设计提升一个等级，朝着科技发展前沿靠近，学会分析嵌入式未来的发展趋势以及其在控制系统中正在扮演或即将扮演的重要角色。基于STM32和μC/OS-II的智能化家居系统的设计，初步了解智能家居的发展动态。高性能的STM32单片机和μC/OS-II即将在智能家居中承担重要角色。通过本次设计

5、，有效的提高了对STM32和μC/OS-II的认识，更是了解了智能家居是物质生活发展的必然趋势。同时必将推动物联网的发展进程，使得物联网产业存在于各个角落。四、所用设备及软件本系统设计完全依赖个人计算机，从调研过程到设计报告，所有的工作都是在计算机的帮助下完成的，所以计算机是必备工具。同时随着智能手机的发展，手机功能也在不断完善与改进，有些手机软件同样也能完成个人计算机能完成的部分功能，也在本设计中占据一定地位。系统设计主要使用到的软件有KeilMDK-ARM、Proteus、μC/OS-II等。五、系统设计方案5.1系统总体

6、设计基于STM32和μC/OS-II的智能化家居控制系统，主要包括智能照明控制电路、电动窗帘控制电路、家用电器控制电路、环境监测电路、安防报警电路、远程控制电路和单片机集中控制与人机对话部分。具体人机对话部分还包括红外发送与接收，语音输出提示等。除此之外，系统的电源由220V交流电经电源模块转换为3.3V直流电和12V直流电，再经过SPX29300稳压芯片转换为5V和3.30V的不同电压等级，这里的3.30V为语音芯片供电；整个系统为了减少外部干扰对STM32的影响，都采用了光耦隔离，STM32是3.3V的工作电压，所以需要两

7、个不同的3.3V电源；另外完成远程控制的GSM模块供电电压为4V，故使用SPX29302芯片得到4V的GSM供电电压。整个系统总体结构框图如图5.1所示。STM32控制中心红外遥控照明灯控制窗帘控制语音提示电器控制人体感应模块环境温度检测图5.1系统结构框图5.2系统工作原理整个系统结构如图5.1所示，围绕不同的控制模块，通过STM32将各个部分联系在一起。整个系统工作原理主要是通过遥控对STM32发出控制指令，单片机收到指令后执行相应的操作；环境温度检测电路主要采用DS18B20对室进行温度采集后直接给单片机进行处理；人体感

8、应部分采用热释电红外感应模块，主要用于防盗过程中对室的监控，同时增加有G600模块完成短信的远程提示与控制功能；家电控制和照明灯控制主要是单片机控制相应的固态继电器来驱动家用电器的通断，根据不同的家电选择不同的固态继电器，功率要求高的家用电器采用单片机控制光电耦合器，再驱动继