毕业设计(论文)-基于单片机的智能家居控制系统设计

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智能家居作为家庭信息化的实现方式， 已经成为社会信息化发展的重要组成
, T* \3 ?' w% ^! P$ z) z" G# M3 V$ T部分，物联网因其巨大的应用前景， 将是智能家居产业发展过程中一个比较现实
* {+ F2 F, V, B: L; }的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于容易实现， 方便操作，
4 k' b2 [* P9 g) O' {  s( c' X2 G贴近使用的设计理念，采用STC89C52单片机为控制核心，为控制终端，并采用
) z6 p- A& u/ H: B" Z包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器。本文的二
$ d) m8 V9 R( Y4 i1 \) d, f至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现， 第五章是根据设计好的功能
, _. [! M( R1 S- J3 w! T搭建了一个具体的环境实例。

1.1 智能家居的概念
# Q( J- u  E  J6 Q- g智能家居（ Smart Home）是以家为平台，兼备建筑、自动化，智能化于
8 h, y1 }2 U4 s4 C1 \  w( ^- b一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。家居智能化技术起源于美国，最具
0 X% |$ |/ V) V& v8 o代表性的是X-10 技术，通过X-10 通信协议，网络系统中的各个设备便可实现资
源的共享。因其布线简单、功能灵活， 扩展容易而被人们广泛接受和应用。至今，
X-10 技术产品的销售已超过两亿个，仅在美国一个国家，便有超过600 万个家
0 M2 L/ |3 l1 m* p+ s! U庭在使用。自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑， 相反，成了帮助主人尽量
8 d  s3 R1 o  k0 x; Y7 b利用时间的工具，使家庭更为舒适、安全、高效和节能。
智能家居是现代社会最热门的话题之一， 它的目标是通过网络等信息通信技
术手段实现对家居电器等的智能控制， 使其能够按照人们的设定工作运行， 而不
2 _+ ~7 s/ d/ X! W3 M论距离的远近。智能化与远程控制是智能家居的两大特点。目前，已经有越来越
% \# |7 a# z' O0 s1 a) O多的机构和个人开始了对智能家居的研究
: K4 ]$ N* ?' b7 J: p  |随着网络技术的发展， 特别是无线网络的发展， 网络化智能家居系统可提供
遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗
报警、电话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段， 使生活
更加舒适、便利和安全。
1.2 物联网的出现
! K3 R- X- s* ~% S  F物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构
$ z- |5 z$ `/ [, H4 x造一个覆盖世界上万事万物的“ Internet of Things ”。在这个网络中，物品( 商
品) 能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)
: C6 n6 w. ~  P. t+ f- ?技术，通过计算机互联网实现物品( 商品) 的自动识别和信息的互联与共享。
物联网概念的问世， 打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础
设施和IT 基础设施分开， 一方面是机场、公路、建筑物， 另一方面是数据中心，
个人电脑、宽带等。而在物联网时代, 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为
% q( K& B, F5 F) [! w统一的基础设施， 在此意义上， 基础设施更像是一块新的地球。故也有业内人士
- F' r" \; X: }" D, d, E$ Q6 O认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分。
7 M8 W, g, w( f, \物联网把我们的生活拟人化了， 万物成了人的同类。在这个物物相联的世界
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: e6 ]$ z. F1 b7 j4 L: A2 p中，物品能彼此“交流” ，无需人的干预。可以说，这是一个智能化的世界。智
/ H1 `7 ?2 J' {7 Z* Z2 t8 F能家居是物联网最生活化的应用之一： 窗帘可以自动感知光线而关闭; 空调更“听
话”了，天热它会把温度调低， 太潮就会自动抽湿灯也知道节能了， 房间里没人
# z: ?- v; T0 J" A, Q会自动灭掉。如此等等，不一而足。物联网的应用竟已经很广泛， 遍及智能交通、
环境保护、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测等领域。
# h" X' l& v6 E5 z! Z" Z物联网繁多的应用，造就了一个庞大的产业链，从互联网、电脑、手机、天
线等IT 通讯领域，到智能卡、芯片、传感器、红外线产品等工业领域，再到冰
箱、电视机等制造领域， 环环相扣， 商机巨大。美国独立市场研究机构FORESTER
预测，到2020 年全球“物物互联”业务( 即物联网业务) ，与“人与人通信”业
务( 即互联网业务) 之比将达到30∶1。专家预计，中国物联网整体产业在2015
年将超过一万亿元规模， 2050 年传感器在生活中将无处不在。
( k3 W8 b" C3 h8 ]2 P$ f, O. f. \可以想见， 物联网发展到一定阶段， 家中的电器可以和外网连接起来， 通过
传感器传达电器的信号。厂家在厂里就可以知道你家中电器的使用情况， 也许在
. u" J! e: a9 l9 b: }! M我们之前就知道家中电器的故障。某一天突然有维修工上门告诉家中空调有问
题，我们还惊异地不相信。
1.3 智能家居控制系统功能
; \+ `3 }/ E7 Q9 d( ^6 D智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方
面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地( 通过电话
* p5 r* Q, s% D; b& P4 n$ Q- ^或Internet) 的监视、控制及数据采集。
(1) 家用电器的监视和控制， 按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、
视像音响等家用电器进行监视和控制。
- R- `% e% x1 {5 n- c) V6 |(2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业
" ^7 r* D/ \" E# x0 O管理的要求所设置数据采集程序， 通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表
的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。
(3) 空调机的监视、调节和控制， 按照预先所设定的程序，根据时间、温度、
! n- q2 x8 \; q8 P3 z! y9 M湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。
  X( L' B. Q! C. A! i% h(4) 照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房
: |; Z) h% Y& X0 A% s间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。
(5) 窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/ 关闭进行控制。
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' _. N3 i, ?' w4 S+ A4 R第2 章总体设计
3 ]7 H) }! g4 A. a1 ]/ G2.1 整体介绍
2 L! f& B' t. r- R. c本次设计以STC89C52芯片为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采
集源，以Web控制为辅助， 来制作一个物联网空调监控系统。在原有的机械式按
键开关的基础上， 采用无线遥控器与Web网页远程控制， 来控制空调机组（如风
" a' Q+ p# z: j) {. ^3 W机，加湿器，风阀等） ，实现了远距离，多角度对空调机组进行实时控制。此外
- L2 @+ X: V  H  i1 ~在本次设计中， 采用多种传感器想结合， 智能根据各传感器采集的数值进行自动
' h2 x, }& V2 r8 ^化控制， 如自动开关风机， 智能调节冷冻水量， 自动调节风阀开度等。并能够实
- _: B. t& h$ U+ d6 @2 N6 F现故障诊断，提供报警，数据实时数据与历史数据查询并Excel 表输出。
2.2 系统设计方案
7 F4 H' E4 i/ Q% J4 z$ V/ c, x& t根据设计要求，系统提供了包括了核心控制模块， Web服务器， Web HTML
  e: E* Z  U% U% V模块，数据采集模块，继电器模块，按键模块，报警模块，等等。系统的整体框

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