基于单片机的智能家居控制系统设计开题报告
2020-04-13 15:23:05
1. 研究目的与意义(文献综述)
在这个信息时代背景下,随着计算机技术和网络技术的高速发展,我们的生活受到很大的改变。人们对于居家环境要求也不仅限于一个物理生存空间而是追求一个更加方便、安全、智能化的家庭生活环境,因此智能家居这个概念逐渐的走进了我们的视野。那么何为智能家居系统呢?通常我们把智能家居定义为以住房为平台,利用计算机、网络技术和综合布线技术,通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的子系统有机结合起来的一个系统[1]。简单的来说,就是实现手机、家电系统、计算机等之间的互联,实现远程监控及信息交换等功能。目的是为了给居民提供一个更加舒适、方便、安全、智能并且更加环保节能的家居环境。
事实证明智能家居系统在很大程度上是能够提升人们的生活水准。利用智能家居系统提供的多种控制方法,人们能够根据自己的喜爱选择控制方式使得自己处理事务更加的舒适和方便。通过建立远程监控系统,提高了人们对于家居的远程监控能力,对于发现及处理(如火灾、盗窃等)紧急事情具有很大的帮助,这在很大程度上提高了居民的安全感,提高了居民的生活质量[2]。另外通过配置相应的传感器,实时监控家庭的气温、湿度、光强等环境参数,并自动控制空调、风扇、灯光等家电工作以达到一个居民感到舒适的环境[3]。因此从这个发展状况来看,智能家居必能在未来达到一个很好的发展。
在国外智能家居常被称作“smart home”[4]。自从世界上的第一幢智能建筑于1984年在美国建成后,美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案[5]。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛的应用。在新加坡有接近5000户的家庭采用了“家庭智能化系统”,美国已有近40000户家庭安装了这一类的“家庭智能化系统”。三星公司从2003年春节后,开始在中、韩两国同时推出其智能家居系统,通过机顶盒和网络,将家居自动控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息中心这四部分集成一个全面的、面向宽带互联网的家居控制网络[6][7][8]。国外对智能家居研究这块已经有近30年的研究历史,而国内的起步则比较晚。在国内,我国将住宅小区智能化定义为:利用4c(即计算机、通讯与网络、自控、ic卡)技术,通过有效的传输网络,将多元信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成,为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段,以期实现快捷高效的超值服务与管理,提供安全舒适的家居环境[9][10][11]。由此可以看出,国内外现在都十分注重注重智能家居的研究。
2. 研究的基本内容与方案
本次设计题目为基于单片机的智能家居控制系统设计,要求使用多传感器感知监控家中环境参数变化并能够实现反馈调节环境参数功能。因此本次设计目标是利用多传感器监控室内温度、湿度、光强、和空气质量等环境参数,并通过单片机对这些环境参数进行一定的反馈调节。经过查阅大量的相关资料和研究,本次设计我决定采用以stc89c52单片机为控制核心,选用这个单片机系统是因为其本身具有很多的优点,例如相比较其它系统,单片机系统的体积更小、成本更加低而功效性又更加高[12]。
按照要求本次设计采用模块化设计方法,包括核心控制模块、信息采集模块、数据显示模块、继电器模块、报警模块。以温度、湿度、光强、烟雾等传感器作为环境信息采集源,对室内的环境参数信息进行采集,再将信息传导给单片机进行信号的分析与处理,再由单片机系统与外部信息结构进行指导交换,继而控制执行器件开始完成相应的工作,如自动控制开关换气扇并通过pwm调速的方法控制风扇的转速、实时显示环境参数数据、自动开关窗帘及报警等功能[13][14]。另外,在这次的系统设计的控制方面还加入了红外控制理念[15],在红外遥控上设计多个按键,不同的按键代表不同的事件,通过按键对不同的事件进行单独的控制。其系统总体框架如图1
3. 研究计划与安排
2018-3-1 ~ 2018-3-25 调研、收集资料、阅读文献、确定研究方向,并完成外文翻译和开题报告。
2018-3-26~ 2018-4-15 完善技术方案,确定硬件选型,设计系统各模块的硬件电路。
2018-4-16~ 2018-4-29 完成硬件模块的组建,调试,分模块实现软件的功能。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 许子悦.物联网智能家居浅析[j].信息通信,2013.5