摘 要

居住环境是人类生活的基础，在人们生活条件日益变好的今天，科技不断发展，智能家居这一个话题也让人们越来越重视，智能家居可以简化人们的生活，其早已不是遥不可及的梦想，而是正逐步走进寻常百姓家。这一切的进步都依赖于全球信息化，智能家居安防系统是把卓绝的计算机技术、通信技术、物联网云端技术合理化整为零，然后运用于家庭生活，融合个性需求，把与生活有关的各个子系统有机地联合在一起，实现“以人为本”的崭新家庭生活体验。

本文提出了基于NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带互联网）的智能家居安防系统，系统整体是由STM32进行中心控制，SHT20传感器收集室内温湿度数据，利用NB-IoT无线通信技术，搭建温湿度监测网络，上报给华为云平台，实现对家庭温湿度全天候监控，防止火灾、煤气漏气或者屋内漏雨湿度过大等等突发状况，达到智能家居安防目的。

关键词：NB-IoT；智能家居安防系统；温湿度采集；STM32

Abstract

The living environment is the foundation of human life. Today, as people's living conditions are getting better and better, technology is constantly developing. The topic of smart home has also made people pay more and more attention. Smart home can simplify people's lives. It is no longer out of reach. Dreams, but are gradually entering the homes of ordinary people.All these advances depend on global informationization. The smart home security system rationalizes computer technology, communication technology, and Internet of Things cloud technology, and then applies it to family life, integrates individual needs, and integrates life-related The subsystems are organically united to achieve a “people-oriented” new family life experience.

This paper proposes a smart home security system based on NB-IoT (Narrow Band Internet of Things). The whole system is centrally controlled by STM32. The SHT20 sensor collects indoor temperature and humidity data and uses NB-IoT wireless communication technology to build temperature. The humidity monitoring network is reported to the Huawei cloud platform to monitor the temperature and humidity of the home all day, to prevent fires, gas leaks or excessive humidity in the house, and to achieve intelligent home security purposes.

Key Words：NB-IoT；Smart home security system；Temperature and humidity collection；STM32

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题的研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 智能家居安防系统发展趋势 3

1.4 本论文主要工作与章节安排 4

第2章 基于NB-IoT的通信网络 5

2.1 NB-IoT技术概述 5

2.2 NB-IoT技术特点 5

2.3 NB-IoT与其他网络的性能比较 7

2.4 CoAP传输协议 8

第3章 智能家居安防系统硬件设计 10

3.1 控制存储模块 10

3.1.1 复位电路和启动电路 11

3.1.2 LED电路和ST-Link接口 12

3.1.3 USB电路与对外端子 12

3.1.4 电源电路 13

3.1.5 MCU电路 14

3.2 NB-IoT无线通信模块 14

3.2.1 电源设计 16

3.2.2 复位电路和指示灯电路设计 17

3.2.3 USIM接口 17

3.2.4 天线接口设计 18

3.2.5 模组电路设计 18

3.3 温湿度传感器和电源 19

第4章 智能家居安防系统软件设计 20

4.1 总体软件设计 20

4.1.1 系统需求分析 20

4.1.2 开发环境简介 20

4.1.3 AT指令 22

4.2 软件工作流程 23

4.3 NB-IoT模块程序设计 23

4.4 SHT20温湿度传感器程序设计 24

第5章 系统功能测试 27

5.1 串口打印显示结果 28

5.2华为OceanConnect云平台 30

5.2.1云平台简介 30

5.2.2云平台对接 32

第6章 工作总结 36

参考文献 37

致 谢 38

第1章 绪论

1.1 课题的研究目的及意义

伴随着当今社会经济、文化和科技的高速发展，人们的生活档次得到了不断提升，特别是有了互联网之后，伴随着手机和电脑的一次次升级换代，每个人的日常生活被科学推动得愈来愈便捷，于是人们产生了新的需求，为了更舒适的生活，出门在外不用担心家里发生的状况，可以随心所欲查看家里情况，只需要一个电脑或者手机。于是乎，智能家居就跃然纸上，成为人们津津乐道的话题，也成为了企业家、科学家正在攻克的难题，一旦智能家居在每个人的生活中得到了推广，这将是一次划时代的变化。

智能家居又称智能住宅。如果想要衡量一个家庭小区智能化是否成功，并非仅仅依赖于于其数量的多少、系统的先进性或集成的程度，而是取决于系统的设计和配置是不是经济合理并且最重要的是系统能否成功运转，系统可否能真正给人们的生活带来便利，还有系统的使用、管理和维护是不是方便，这其中意思就是如何以最低的投入、最简便的促成途径来换取最大的功效，实现最便捷高质量的生活。所以，智能家居的设计便有如下几点设计原则：