基于Labview的智能家居系统设计.pdf

1 / 25 智能家居系统 1 2 / 25 前言 智能家居系统是人们的一种居住环境， 其以住宅为平台安装有智能家居系统， 实现家庭生活更加安全， 节能， 智能， 便利和舒适。 以住宅为平台， 利用综合布线技术、 网络通信技术、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、 自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升 家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境. 智能家居系统让让您轻松享受生活。出门在外，您可以通过电话、电脑来远程遥控您的家居各智能系统，例 如在回家的路上提前打开家中的空调和热水器；到家开门时，借助门磁或红外传感器，系统会自动打开过道灯， 同时打开电子门锁，安防撤防，开启家中的照明灯具和窗帘迎接您的归来；回到家里，使用遥控器您可以方便地 控制房间内各种电器设备，可以通过智能化照明系统选择预设的灯光场景，读书时营造书房舒适的安静；卧室里 营造浪漫的灯光氛围这一切，主人都可以安坐在沙发上从容操作，一个控制器可以遥控家里的一切，比如拉 窗帘，给浴池放水并自动加热调节水温，调整窗帘、灯光、音响的状态；在公司上班时，家里的情况还可以显示 在办公室的电脑或手机上，随时查看；门口机具有拍照留影功能，家中无人时如果有来访者，系统会拍下照片供 您回来查询。 本设计方案是基于 Labview 方案及 GPRS、3G、4G 网络的可远程控制，智能家居系统的内容实现扩展。 3 / 25 智 能 家 居 系 统 智能家居 一、智能家居系统需求分析 1.1 需求分析 1.2 基本功能 1.3 扩展功能 二、智能家居系统软件设计 2.1、程序架构设计 2.2、用户界面设计 2.3、数据采集与显示 2.4、家用电器控制 三、智能家居系统硬件设计 3.1 、设计方案 3.2、传感器选型 3.3、 通道分配 3.4、电路设计-热敏电阻 3.5、电路设计 四、智能家居系统系统调试 4.1、 元器件参数测量 4.2、硬件电路接线 4.3、系统程序调试 4 / 25 一、智能家居系统 需求分析需求分析 1.1 需求分析 1.2 基本功能 1.3 扩展功能 2 5 / 25 1.1需求分析 智能 家居 采集信号：采集信号：房间温度、植物缺水状况、厨房燃气泄漏报警、阳台光照、红外防盗报警 控制对象：控制对象：客厅灯、电视、空调、卧室灯、电视 3 6 / 25 1.2基本功能 （1）. 集中控制家用电器与灯光 （2）. 实时显示家居环境状况 4 智能 家居 采集信号采集信号 模拟量输入模拟量输入 房间温度房间温度 阳台光照阳台光照 数字量输入数字量输入 植物土壤湿度植物土壤湿度 燃气泄漏燃气泄漏 红外防盗红外防盗 控制输出控制输出 数字量输出数字量输出 客厅灯客厅灯 客厅电视客厅电视 客厅空调客厅空调 卧室主灯卧室主灯 卧室壁灯卧室壁灯 卧室台灯卧室台灯 卧室窗帘卧室窗帘 7 / 25 1.3拓展功能 （1）. 实现手动控制与自动控制 （2）. 设定多种家居模式选择功能 5 智能 家居 8 / 25 媒 二、远程温度检测系统 软件设计软件设计 2.1、 程序架构设计 2.2、用户界面设计 2.3、 数据采集与显示 2.4、家用电器控制 2 9 / 25 系统 2.1 程序架构设计 智能家居 3 10 / 25 系统 2.2 用户界面设计 智能家居 4 11 / 25 系统 2.3 数据采集与显示 智能家居 5 12 / 25 系统 2.4 家用电器控制 智能家居 6 13 / 25 媒 2 三、智能家居系统 硬件设计硬件设计 3.1 、设计方案 3.2、传感器选型 3.3、 通道分配 3.4、电路设计-热敏电阻 3.5、电路设计 * 14 / 25 家居 3.1 设计方案 智能 测控对象 数据采集设备 装有 LabVIEW 的计算机 3 15 / 25 家居 3.2 传感器选型 智能 根据家居环境量检测范围家居环境量检测范围及接线安装便利接线安装便利考虑采用以下传感器： 热敏电阻热敏电阻、光敏电阻光敏电阻、土壤湿度传感器土壤湿度传感器、燃气传感器燃气传感器、红外传感器红外传感器 1. 元器件清单元器件清单： 10K 热敏电阻 1 个、光敏电阻 1 个、土壤湿度长期 1 个、燃气传感器 1 个、红外接近开关 1 个、10K 电阻 2 个、1K 电阻 1 个 2. 工具工具：表棒、镊子、导线 4 16 / 25 家居 3.3 通道分配 智能 5 采集信号采集信号 模拟量输入模拟量输入 房间温度房间温度 阳台光照阳台光照 AI0 AI1 数字量输入数字量输入 植物土壤湿度植物土壤湿度 燃气泄漏燃气泄漏 红外防盗红外防盗 DI0 DI1 DI2 控制输出控制输出 数字量输出数字量输出 客厅灯客厅灯 客厅电视客厅电视 客厅空调客厅空调 卧室主灯卧室主灯 卧室壁灯卧室壁灯 卧室台灯卧室台灯 卧室窗帘卧室窗帘 DO8 DO9 DO10 DO11 DO12 DO13 DO14 17 / 25 3.4电路设计-热敏电阻 热敏电阻分压电路 电阻值和温度变化的关系式为： RT = R0 expB(1/T 1/T0) RT ：在温度 T （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。 R0 ：在额定温度 T0 （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。 T ：规定温度（ K ） 。 B ： NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。 exp ：以自然数 e 为底的指数（ e = 2.71828 ） 。 T0 = 25=25+273.15=298.15K R0 = R(25)=10K B= 3850 K T=1/ ln (RT/R0) /B + 1/T0 6 智能 家居 AI1+ AI1- 18 / 25 3.5硬件电路设计 智能 家居 热敏电阻分压电路 AI0+ AI0- 7 光敏电阻分压电路 +5V AI1+ AI1- 19 / 25 硬件电路设计 智能 家居 土壤湿度传感器 +5V 燃气传感器电路 GND DI0 =+5V TTL输出灵敏度调节 接+5V电源 TTL高低电平输出 模拟电压输出 接GND =+5V =1K +5V DI1 toDI2 8 20 / 25 媒 四、智能家居系统 系统调试系统调试 4.1、 元器件参数测量 4.2、硬件电路接线 4.3、系统程序调试 2 21 / 25 家居 4.1 元器件参数测量 智能 3 22 / 25 4.2硬件电路接线 智能 家居 热敏电阻分压电路 AI0+ AI0- 4 光敏电阻分压电路 +5V AI1+ AI1- 23 /