基于STM32单片机的智能家居控制系统设计与实现.pdf

14硅谷 高科技产品研发 roduct r dp 随着通信技术 计算机技术 网络技术 控制技术的迅猛 发展与提高 家庭实现了生活现代化 环境舒适化 居住安全 化 对家居的智能化要求越来越高 智能家居是以住宅为平台 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物的管理系统 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 智能家居不仅能给用户提供安全 健康和舒适的 生活环境 而且用户能够远程监控自己的家居状态和控制家庭 电器设备 1 智能家居控制系统总体设计 本控制系统通过上位机手机 或个人电脑 通过 wifi 访问 stm32 单片机 实现环境监控 照明电路 家庭电器 窗户 窗帘 门禁系统的智能控制 它们由统一的智能平台将各个独立的子 系统连接成一个能够有相互信息交换 并加以控制的网络 环 境监控系统包括各种报警探测器的讯息采集 如煤气探测 火 警探测以及室内温度的监测 用户可通过手机实时了解 家电 控制子系统可实现对灯具 窗帘等家用电器进行远程控制 定 时控制 gprs 远程监控系统可实现主人与家居系统的 沟通 并将系统检测到的室内相关情况实时的发送给主人 同时主人 也可以本地显示控制 并可以通过该子系统向智能家居系统发 送相应的指令 本控制系统根据各个控制模块的特点选用适用的通信控制 图 1 智能家居控制系统结构 方式 对照明电路和部分家庭电器采用 rf 射频控制 对风扇 电视 空调等电器采用红外遥控模式 对安防门禁系统采用串口 对窗户 窗帘采用直接控制 实现了系统的可靠性和稳定性 2 1 12 v 电机驱动的电动窗户 电动窗帘模块 该模块使用 ti 公司的 tsl230b 来测量环境周围的光线强 度 不需外接元件即可完成高分辨率的光硅光电照度 频率转换 可将一定光谱的光转换成电流 再由电流 频率转换器转换成 相应的脉冲频率 通过采集到的传感器数据 再根据季节的不 同 半天和黑夜光照强度的不同 从而自动调节窗帘的打开面积 模块控制流程设置如图 2 所示 图 2 电动窗户 窗帘驱动模块 2 2 红外遥控模块 该模块包含红外风扇 空调 电视模块 利用 1838 通 用一体化红外接收头接收学习红外信 然后由控制器软件解 码 除去编码协议 nec protocol 的 pwm 脉冲宽度调制 或 philipsrc 5 protocol 的 ppm 脉冲位置调制 红外信号贮存的 按键信息 用户在上位机进行操作后 上位机发送指令下位机 下位机再通过重新编码由红外发射头输出 用户无需参与调节 但根据界面可以进行相关设置 2 3 市电 220 v 电器控制模块 本模块包含钨丝电灯 电冰箱等常用电器 使用的是 cs5211 与 cs5212 配对使用的遥控编码专用电路 采用 rf 射频 发射方式 通过 stm32 单片主机输出信号控制 cs5211 输出无 线编码信号 插座端接有 cs5212 接收到对应指令后 将触发 继电器开关插座电路 从而实现对电灯等电器的控制 基于stm32单片机的智能家居 控制系统设计与实现 韩晓英 张方樱 朱 静 广州大学实验中心 广东广州 510006 摘 要 本文设计了一套基于 stm32 单片机的智能家居控制系统 该系统结合 wifi 无线通信技术 传感器技术 rf 射频技术 ir 红外技术等 实现对家居中家电开关 窗户窗帘的关闭 门禁信息等进行本地和远程无线智能控制 关键词 stm32 智能家居 wifi 中图分类号 tp3 文献标识码 a 文章编号 1671 7597 2013 12 0014 02 15硅谷 silicon valley 2013年第12期总第132期 2 4 门禁系统 id 卡模块 利用串口接收来自门禁系统的信息 该信息包括 id 卡的卡 号 归属人的信息 上位机接收到来自门禁系统的指令后 对 信息进行判断 然后上位机发送指令下位机 对房间电子门进 行开关控制 2 5 自动浇花模块 自动浇花系统由 stm32 控制 stm32 读取土壤湿度传感器 的模拟输出口并通过 ad 转换 计算出相应的湿度 当土壤湿 度过低时发出警报或者通过电磁阀控制自动浇水 当湿度到达 一定时 自动停止浇水 同时也可以通过串口或按键控制浇水 3 智能家居控制系统实现 3 1 智能家居控制系统软件设计与实现 整个控制系统根据功能可以分为智能控制中心和遥控部 分 控制信号通过手机发送到控制单片机 stm32 单片机接受 信号将信号进行分析处理发出控制命令到各个开关并接受反 馈信号将信息显示在显示屏上 如图 3 控制中心由 stm32f 103vct6 微控制器 无线接受模块 开关 传感器等组成 是 整个系统的核心 远程控制采用 android 操作系统智能手机 实 图 3 现控制的便捷性和通用性 3 2 智能家居控制系统实现 根据系统设计整合一套微型智能家居系统 如图 4 模拟 家居环境配置门禁 窗户 窗帘 家电 浇花等 并模拟智能 家居的温度湿度环境进行分析控制 图 4 4 结束语 本文提出的基于 stm32 单片机以的智能家居系统的设计方 案 主要特点在于功能实用 操作简单 价格低廉 易于安装 并根据方案完成了智能家居系统的硬件平台和软件设计 并配 合外围器件组成一个完整的智能家居系统 基金项目 2012 广东省大学生创新创业训练计划项目 广州市属高校 科研计划项目 2012a025 参考文献 1 张逢雪 等 基于stm32单片机的无线智能家居控制系统 j 行业应用与交流 2011 8 2 南忠良 孙国新 基于zigbee技术的智能家居系统设计 j 电子设计工程 2010 7 3 王超 等 基于zigbee的智能家居控制系统的设计 j 长江 大学学报 2011 10 作者简介 韩晓英 1976 女 实验室 硕士 主要从事电子信 息 智能家居 单片机控制工作 iec12207 归纳了软件生存周期中各个活动描述及其之间的供 需关系 2 4 软件工程标准制定过程 软件工程标准的制定与推行通常要经历一个环状的生命期 即建议 开发 咨询 审批 公布 培训 实施 审核 修订 等过程 可具体分述为 在建议中拟订标准的初步的方案 然 后征求并结合相关人员的提议制定具体内容后交由相应管理部 门审批以决定可否推出实用 如可以则公开发布使之生效 然 后对标准使用人员进行培训 在一定期限内投入使用后审核实 施的效果以再次确定此标准是否该继续用或者如何修订 若要 图 1 求修订 则应更改其中不适宜部分形成新的版本 使其进入下 一个周期 如图 1 3 总结 在硬件技术的发展空间到将近饱和的今天 软件技术将成 目前信息技术研究与实践的核心与热点 而软件工程的标准化 实行将提高整个行业的生产效率和各软件产品相互之间的适应 性 是软件产业发展最终结 也将成为其依持 对未来的