发布时间 : 星期一 文章基于单片机的智能家居控制系统的研究与设计毕业设计论文更新完毕开始阅读
第1章 绪论
相联的世界中可以彼此“交流”，而无需人们的干预[11]。可以说，这是一个智能化的世界。智能家居是物联网最生活化的应用之一：空调更“听话”了，天热的话它会把温度调低，太潮就会自动抽湿；室内窗帘也可以自动感知光线而开启或关闭；电灯也知道节能了，房间里没人的话会自动关闭。如此等等，不一而足。所以物联网的应用已经很广泛，遍及工业监测、智能交通、平安家居、公共安全、环境保护、智能消防、环境监测等领域。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，到传感器、芯片、智能识别卡、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机、空调等制造领域，环环相扣，商机巨大[12]。美国的独立市场权威研究机构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。业内人士预计，中国的物联网整体产业在2015年有望超过一万亿元的规模，而2050年传感器在人们的生活中将无处不在[13]。当物联网技术发展到一定阶段，所以可以想象，室内的电器就可以通过传感器来传达电器的信号从而和外网连接起来。厂家在工厂内就可以了解你家中电器的使用情况，也许在人们了解之前就已经知道家中电器的故障。某一天突然有维修工人上门告诉家中的空调有问题，人们可能还惊异地不相信[14]。
1.2 选题的意义
智能家居控制系统的主要功能包括室内设备的自动控制、家庭的安全防范两个方面。其中室内设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过手机或Internet)的监测、控制及数据的采集。(1)家用电器的监视和控制，按照主人预先所设定程序要求对热水器、空气加湿器、视像音响、空调等家用电器进行监视和控制。(2) 燃气表、热能表、水表、电表数据的采集、计量和传送。而且可以根据小区物业管理的要求设置数据采集程序，通过传感器对热能表、水表、燃气表、电表的使用量进行自动数据采集、计量，然后将所得结果远程传送给小区管理物业的管理系统。(3)空调机的监视、
控制和调节，按照预先所设定的程序，根据时间、湿度、温度等相关参数对空调机进行调节、监视和控制。(4)照明设备的监视、调节和控制按照
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预先所设定的时间程序，分别对各个房间的照明设备开、关进行控制，并可以根据自然条件自动调节各个房间的照明度。(5)窗帘的控制，按照预先所设定的时间程序，对窗帘的开启和关闭进行控制。
1.3 论文的主要研究内容
本次设计以STM8芯片为控制核心，温湿度传感器DHT11，空气质量烟雾传感器WQ-2为环境信息采集源，以无线通信模块GSM控制为辅助，通过对室内环境检测进行实时监测，必要时进行报警，也可通过GSM进行与无线智能设备进行连接，实现实时的远程监控和远程控制室内家电如空调，电扇，排风扇，空气加湿器，净化器等电器的启动和关闭达到最佳的室内环境状态。
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第2章 智能家居分析及系统设计
第2章 智能家居分析及系统设计
2.1 智能家居分析
智能家居主要的环境因素是温湿度情况，烟雾情况，甲醛情况与防盗情况，智能家居需要随时对室内的环境因素进行调整，使环境情况达到标准值或者主人预设的范围，并且智能家居能实时地将室内情况远程发送到用户手中，达到远程监测的目的。所以本文将从环境因素，智能调控，远程监测三个方面对智能家居进行分析。
人一生中三分之二时间在室内度过；现代人生活和工作在室内环境中的时间已达到全天的80%～90%，因此室内环境质量的好坏会直接影响人们的身体健康[15]。有研究显示，室内并不是安全的场所，有时反而室内污染更加严重。室内空气质量的重要性不言而喻。一个人每天需要1公斤食品2公斤饮水，但所需空气则为10公斤，室内空气质量对人的健康保障、工作学习效率和舒适感受尤为重要[16]。而对于室内环境主要的影响因素有温湿度，烟雾情况，甲醛的含量。（1）温湿度：对人体健康影响最大的就是温度和湿度。当室内的温度过高时，人体的体温调节功能会受到直接影响，进而人体会由于散热不良引起脉搏加速、体温升高，血管扩张，甚至会出现头昏等症状；温度过低时，又会使人体代谢的功能下降，脉搏和呼吸都会减弱，皮肤过紧，皮下的血管收缩，进而导致呼吸道抵抗力下降。尽管人体对外界的温度变化有一定的适应能力，机体可以借助体温调节保持平衡，但这种调节是有一定限度的[17]。一旦超出这个限度，身体就开始受到损伤。对于湿度，夏天室内的湿度大时，人体的蒸发散热会受到很强的抑制，使人感到不适；而冬天要是湿度过大，会加速热传导而使人觉得寒冷。室内湿度过低时，因呼吸道黏膜的水分大量散失而感到口干舌燥，这时极易引发感冒。所以室内的湿度也要一个人体适应的范围。（2）烟雾：室内烟雾可以分为可燃物燃烧烟雾，香烟烟雾，烹调烟雾。如果户主经常性吸烟的话，不仅会直接影响自己的身体，而且吸烟产生的烟雾，也会影响家人的身体健康，研究表明：吸烟家庭的致癌率要比非吸烟家庭高出40%左右。烹调油烟中有多种有毒化学成分，厨房煮饭炒菜产生的一氧化碳、氮氧化物及强致癌物；对机体具有
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肺脏毒性、致癌致突变性、免疫毒性[18]。烹调油烟对人外周血淋巴细胞具有一定的毒性作用，烹调油烟对机体的细胞免疫和体液免疫功能均有一定的影响。可燃物燃烧更会产生大量的有害气体，直接影响人体健康，甚至生命安全。（3）甲醛：对于新够买的家居和新装修的房屋，室内的甲醛含量一般都超出正常值，甲醛对婴幼儿危害非常严重，会降低婴幼儿的代谢能力和免疫力，很容易诱发疾病。而甲醛对孕妇更是危害深远，生活在甲醛含量严重超标的室内，很容易造成孕妇流产或者产下畸形儿。所以对于室内的甲醛检测对于人们是非常重要的，在保持新装修的房屋尽量通风，尽量使用木质家居的同时，也要时刻监测室内的甲醛含量，人们也要经常使用室内一些电器，例如除甲醛的空调，排风扇等来降低室内的甲醛含量。（4）防盗：作为智能家居智能调控室内环境是一方面，另一方就是实现自我保护的功能，能够在陌生人强行进入时，实现自动报警。
2.2 智能家居系统的总体设计方案
对于智能家居系统的总体设计直接关系到整个项目的成败，如果总体的系统设计周详、得当，那么整个项目才能顺利的进行下去，即便遇到临时的变动也不会过大的影响总体的设计。相反，如果系统总体设计的不够完善、缺乏前瞻性，那么即使很小的变更，也会引起巨大的改变，不利于系统的部署、开发、完善和维护，甚至直接影响整个项目的成败。本文将从以下三个步骤详细论述系统总体设计。
(1) 通过常用的温湿度传感器DHT11等一系列传感器采集室内的温湿度等环境情况，并将采集的数据传输给单片机，利用单片机与TM1638将室内的温湿度等情况实时的显示在数码管上。并且在单片机的智能系统内，设定一个正常的环境范围。例如室内温度在25—30℃内为正常情况，而室内的相对湿度在30—35%RH内为正常情况[19]。当室内的温湿度变化在预设定的范围内时，单片机智能断开家用电器的电源达到节能的效果，当室内的温湿度变化超出预设定的范围时，单片机智能开启家用设备，例如空调，加湿器，排风扇等设备将室内的温湿度调节到正常范围内，而且再智能断开，达到智能节能的目的。
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