摘 要

在科技飞速发展的当代，随着人类对于生活的舒适性、安全性的要求越来越高，智能家居系统的设计理念应运而生。智能家居系统集合了自动化控制技术以及通信网络技术，来实现对家庭里大部分家用电器的集中调控。其贴近生活的人性化设计奠定了智能家居系统的良好发展道路。

本设计采用MSP430F249芯片以及各种相应自然数据的传感器，来构建一个低能耗、价格方面更贴合大众的智能家居系统。这个设计在目前智能家居系统普遍较为昂贵的背景下显得尤为重要。本文首先从介绍智能家居的历史开始，包括其发展中的所得的成果以及将来发展的趋势，并对市场需求进行分析，结合设计目的以及消费者需求来构建了整体的设计方案，其中包括温度、湿度、光照、CO浓度、烟雾浓度等数据的采集以及分析，同时增加了相应的后端电路模块例如风扇，蜂鸣器，液晶显示屏以及键盘等，以便对不同的数据做出相应的应对方式。同时在软件设计方面，需要完成数据的采集分析处理以及指令的输出等程序设计，最后才能完成相应的总体仿真。

研究结果表明：本设计能较好的完成相应的要求，同时其低功耗，低成本的特点能够让更多的家庭体验到智能家居所带来的服务。

关键词：MSP430F249芯片；智能家居系统；传感器

Abstract

in the contemporary world，science and technology developed rapidly, with the increasing demand for the comfort and safety of human life, the design concept of smart home system emerges as the times require. Smart home system set up the automatic control technology and communication network technology, to achieve the majority of household appliances in the home of centralized control. The design of smart home which close to the human nature of the life lay a good development of the road.

This design uses MSP430F249 chip and a variety of corresponding natural data sensor, to build the smart home system which have the characteristic: low energy consumption and low price. This design is particularly important in the background that current smart home system is generally too expensive. In this article, firstly from the introduction of the history of the smart home, including its development achievements and future development trend, and the market demand analysis, combining with the design objective and consumer demand to construct the overall design scheme, including temperature, humidity, light, CO concentration and smoke concentration data are collected and analyzed, and the corresponding back-end circuit module such as a fan, buzzer, LCD display and keyboard, in order to make a corresponding coping of the different data. At the same time in the software design, we need to complete the data acquisition and analysis processing and the output of the instruction design, and finally to complete the corresponding overall simulation.

The results show that the design can complete the corresponding requirements, and its low power consumption, low cost characteristics can make more families experience the service brought by smart home.

Key Words：MSP430F249 chip；Intelligent Home Furnishing system；Sensor

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 背景及相关研究意义 1

1.2 智能家居系统的发展现状 1

1.2.1 智能家居在国外的发展现状 2

1.2.2 智能家居在国内的发展现状 3

1.3 研究内容以及章节安排 4

第2章 系统总体方案设计 5

2.1 系统实用性分析 5

2.2 系统总体设计 6

2.3 系统性价比分析 6

2.4 本章小结 7

第3章 智能家居系统具体电路模块设计 8

3.1 仿真软件介绍 8

3.2 传感器模块设计 8

3.2.1温湿度传感器设计 8

3.2.2光照传感器设计 10

3.2.3一氧化碳传感器的选用 12

3.2.4烟雾传感器的选用 14

3.2.5红外传感器的选用.............................................................................16

3.3 主控芯片的选择及后端模块设计 17

3.3.1主控芯片的选用 17

3.3.2按键电路的设计 19

3.3.3液晶显示电路的设计 20

3.3.4报警电路的设计 21

3.3.5风扇以及电机电路的设计 21

3.3.6晶振及复位电路的设计 22

3.4 本章小结 23

第4章 智能家居系统具体软件程序设计 24

4.1 主要设计流程概要 24

4.2 主要设计软件介绍 25

4.2.1在IAR中进行工程建立......................................................................26

4.3 SHT11的初始化 28

4.3.1 SHT11的启动传输流程......................................................................28

4.3.2 SHT11的连接复位函数......................................................................28

4.3.3 SHT11写函数......................................................................................28

4.3.4 SHT11读函数......................................................................................29

4.4 键盘模块 29

4.5 显示器模块 29

4.6 本章小结 30

第5章 系统综合调试 31

5.1 运用软件对电路进行仿真 31

5.1.1 硬件电路的配置 31

5.1.2 软件程序的配置 32

5.2 运用软件对电路进行调试 33

5.3 本章小结 34

第6章 总结与展望 35

参考文献 36

致谢 37

附录..............................................................................................................................38

第1章 绪论

1.1 背景及相关研究意义

在当今社会的飞速发展下，家居的意义已经不仅仅限于单纯的家庭装修、装饰以及家电配置，而是上升到具有更高科技水平，功能更全面便利的理念，所以智能家居系统概念因此而产生^[1]。智能家居系统依靠着发展迅速的电子信息技术，在较为高端的环境中，它适用于工业生产甚至国防安全系统，而现如今也慢慢的走入了寻常百姓的日常生活中，给人们的生活习惯带来了悄然的变化^[2]。随着社会的进步，人们对于家的概念已经不仅仅局限于生活的住所，同时人们对于其功能性，安全性，舒适性的要求变得越来越高。伴随着信息技术一次又一次的革新，该技术在人类的生活中所占比越来越重，当技术水平已经能够完成对家居系统的改进时，智能家居系统便慢慢的进入了人们的视线。

智能家居以各种家庭电器为平台，与包括空调，电灯，安全防护，视频等相关设施相结合，通过相应的软件对其编程，达到能对相应电器设备进行控制的目的。在相应的数据收集中，普遍采用了传感器来对家庭内部的各种自然数据来进行收集，采集到的数据会传递给控制芯片，通过与预设值进行对比，来实现相对应的控制信号，以便达到最终对家庭电器的调控。这些设计占地空间小，操作便捷，可以给住户带来舒适的家庭享受。