前期报告()

河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告1河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：基于物联网的智能家居设计专业：电子信息工程学生信息：学号：***姓名：***班级：***指导教师信息：教师号：***姓名：***职称：***报告提交日期：2014.4.（一）毕业设计前期工作综述1.主要问题（1）智能照明系统的实现；（2）环境控制系统的设计；（3）安防控制系统的实现；（4）综合布线系统的设计。2.解决方案以及效果和启示（1）本设计采用高亮度LED照明灯具。相比传统路灯，高亮度LED照明具有高节能、防止光污染和光干扰、发热量小、反应速度快等诸多优势，随着政府对节能环保的日益重视，LED灯正逐步取代传统白炽灯，广泛运用于公共照明领域。（2）针对要测量的具体环境，对于重点位置及其周围进行重点测量。（3）本设计采用无线传输方式，连接传感器与单片机。（二）文献综述1、研究背景及动态智能家居的发展分为三个阶段:首先是家庭电子化（HomeElectronics）阶段，这个时期主要是面向单个的电器，家庭电器之间并没有形成网络，亦没有大的联系。其次住宅自动化（Automation）阶段，这个时期是面向功能的阶段，一部分的家庭电器之间形成了简单的网络，主要是为了实现某个特定单一的功能，例如单一的自动抄表功能。最后是家居智能化（欧洲称为SmartHome,美国称为WiseHouse）阶段，这个时期是面向系河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告2统设计的阶段，系统通过家庭分布总线把住宅各种与信息相关的通信设备、家用电器、报警装置并到网络节点中进行集中的监控、管理，保持家电与环境的协调，提供生活、工作、学习、以及娱乐的各种优质服务，营造一种温馨舒适的家庭氛围。智能家居控制系统提供高效、舒适的家居环境，确保住户的生命财产安全；集中家居控制系统提供高效、舒适的家居环境，确保住户的生命财产安全；集中或远程调节家居环境的温度、湿度以及风的速度等，同时检查空气成分，提高空气质量；调节音响，电视等娱乐设施，愉悦心情；合理利用太阳能活周遭环境的变化，尽可能的节约能耗，达到合理利用资源；提供现代化的通信、信息服务。国外发展状况：在智能家居系统研发方面，美国及一些欧洲国家一直处于领先地位。近年来，以美国微软公司等为首的一批国外知名企业，先后挤身于智能家居的研发中。例如：微软公司开发的“梦幻之家”、ＩＢＭ公司开发的“家庭主任”等均已日趋成稳得技术抢占家具市场。此外，日韩新等国的龙头企业纷纷致力于家居智能化的开发，对家居市场更是跃跃欲试。目前市场上出现得智能家居控制系统主要有：（1）Ｘ－１０系统（美国），该系统是利用电力线作为网络平台，采用集中控制方式实现。这套系统的功能较为强大，与其它家居控制系统如ABB、C_BUS等比起来更容易接收，使用也相对简单。因为实现同样的功能，X—10家居控制系统是利用220V电力线将发射器发出的X—10信号传送给接收器从而是实现智能化的控制，因此采用这套系统不需要额外的布线，这也是这套系统的最大的一个优势，因为其它系统基本上都需要布低压线，在墙上或地面开槽、钻孔，施工难度大、费用高、工期长。但由于缺乏在国内市场推广的条件且价格昂贵，该系统在国内应用极少。（2）ＥＩＢ系统（德国），该系统采用预埋总线及中央控制方式实现控制功能。但由于其工程要求复杂严苛，并且价格较高，因此一直无法打开国内市场。（３）８Ｘ系统（新加坡）该系统采用预处理总线跟集中控制方式来实现功能。它的优点在于利用的对系统进行扩展，系统较为成熟，比较适合中国国情。但是由于系统架构、灵活性及产品价格等方面还难以达到要求，所以目前在国内还较少应用。国内发展现状：20世纪90年代后期，我国的智能小区日益兴起。众所周知，我国的智能化住宅建设最早起于上海、广州和深圳等沿海城市，并逐渐向内陆发展。在97香港回归之际，在建设部“97跨世纪住宅小河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告3区案竞赛活动”中，上海中皇广场被建设部科技委员会列为全国首家“智能住宅示范工程”，揭开了全国智能小区发展的序幕。1999年，建设部勘察设计司、建设部住宅产业化办公室联合组织实施全国住宅小区智能化技术示范工程，标志着我国住宅小区智能化进入了一个新阶段。随着信息化走进了千家万户，由国家经贸委牵头成立了家庭信息网络技术委员会，而信息网络技术体系研究及产品开发已经被列为了国家技术创新的重点专项计划。据建设部要求，截止今年，我国将有70%以上的家庭拥有Internet入网设备，大中城市中50%的住宅要实现智能化。我国的智能家居相对于国外起步较晚，尚未形成一定的国家标准。目前，主要采用国外的一些技术产品，但也有一些企业推出了自己的产品，主要有：（1）e家庭（海尔），该系列产品以海尔电脑作为控制中心，各种网络家电作为终端设备，海尔移动电话作为移动数字控制中心。海尔在技术上同微软合作，利用微软的WindowsMe技术和海尔的网络家电，使“e家庭”已具雏形，已推出了网络洗衣机、网络冰箱、网络空调、网络微波炉等一系列网络家电。（2）e-home数字家园（清华同方），该智能家居控制系统是专门针对中国家庭设计的，遵循国际技术标准，采用嵌入式软、硬件技术，提供网络、网络节点及末端设备。产品以功能模块开发为主，基于国外成熟的智能家居标准之上。其智能家居控制系统主要有以下三个部分：A系列：遵循EIB协议的家庭控制产品，适用于中高档住宅区。B系列：遵循X-10协议的家庭控制产品，适用于中档住宅区。易家三代：配电箱集中安装式家庭控制产品。国内各大软、硬件机构正在积极的研制、开发更为符合市场的智能化家居设备，以解决当前智能化产品实用性差、使用复杂及产品价格昂贵等缺点，而技术创新性也逐步向国际先进水平靠拢，这样的未来值得期待。发展趋势：经过去年的哥本哈根会议，我国更加明确了节能减排，绿色建筑的目标，这就使住宅智能化凸显出了其合理规划，最大限度的节约能源的优势。如果我国大力推广绿色建筑，仅在铺设智能化系统上所需的新设备的生产上就有2000亿到3000亿人民币的新市场。而中国“智能家居网络”必在“智能化住宅”的框架下形成一个新型IT产业，而这一切必将对未来几十年我国房地产的健康有效发展起着深远的影响。河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告4由于智能家居系统还缺乏统一明确的国际标准，许多公司开发出的产品都是基于自己组的网络和信息交换协议，很多产品是针对特定的组网环境开发的，部分核心技术没有对外公布，技术复杂，直接导致了使用范围的局限性。再者，缺乏对应的第三方产品，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，不利于产品的扩充，因而进一步局限了产品的发展。再加上，有的系统成本过高，严重影响了产品的普及。因此设计一个符合国家国情和规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居控制系统是非常具有现实意义的，且势在必行。作为智能家居的核心系统的智能家居的控制系统，它的设计功能的完善必将推动住宅智能化的发展。而系统功能的集成化、用户使用的傻瓜化以及市场的平民化将是智能家居控制器的发展趋势，系统也将逐步迈向绿色化。最终，我想全人类的梦想是智能家居控制系统将囊括所有的家事杂物，让我们真正的享受舒适温馨的家庭生活。2、评述随着经济的快速增长，快节奏的生活状态使得人们越来越注重生活的质量和品位。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。目前，国内外各种类型的智能家居产品越来越多，其中大部分是基于电话网的安防控制系统。但在我国，家庭电话用户正逐步减少，且电话线路易被破坏，故此类产品有一定局限性。随着电信GSM网络覆盖范围的广阔化、无缝化、以及手机的日益普及为基于GSM网络的智能家居系统提供了巨大的应用空间。本系统由硬件和软件两大部分构成。硬件主要由GSM模块、控制模块、电源模块和传感器模块组成。采用STC89C52芯片作为主控器件，由于单片机接收的是数字信号。而传感器模块是由NIS-09C烟雾传感、MQ-2可燃气体传感器组成，且输出信号均为模拟信号，因此要先把模拟信号转换成数字信号再传送给单片机，这里采用的是AD0809芯片完成信号转换。TC35工作在CMOS电平，而单片机工作在TTL电平，所以在与TC35模块进行数据交换时中间应加电平转换电路，这是采用的是MAX232芯片。软件部分由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。在单片机应用系统开发的过程中，应不断调整软、硬件，协调地进行软、硬件设计，以提高工作效率，当系统硬件和软件紧密配合、协调一致，就可以组成高性能的单片机应用系统。本课题完成了单片机应用系统其开发过程的系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试，根据开发的实际需要，相互协调、交叉，有机的进行。在设计本系统时，面对各种检测对象和大量控制单元，需要利用各种接口标准和单片机进行连接，再经过单片机进行数据处理，实现实时测控。而此时采用单片机来实现智能家居控制系统不仅具河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告5有采集控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高采各模块和芯片的协调性，从而大大提高系统的可利用性。此次系统设计统正是把TC35模块与单片机有机的结合起来，顺利的完成了本设计的要求。并且实现了对家电的远程控制。3、结论本系统借助于GSM网络通信技术和单片机的控制功能，实现了对家电的远程监控和控制。系统充分利用GSM网络覆盖范围的广阔化、无缝化和短消息业务，让用户可以随时随地的了解住宅情况并实现远程控制。同时GSM模块与控制电路可以集成在同一线路板上，这样既节约了成本，又提高了整个系统通信的稳定性，不仅可用于居民住宅，还可以用于仓库、厂房与花卉大棚等地方的安防监控与电路远程控制等，并具有实现简单、成本低、适用范围广、安全可靠等优点。由于系统是采用继电器电路控制家电的，所以在现实运用当中布线非常繁琐，不便于管理。后期可以考虑利用蓝牙或者红外线对家电短距离控制。这是系统有待改进的地方。参考文献[1]杨利平.基于网络技术的远程智能家居系统[J].仪器仪表学报,2009(10):19-32.[2]张俊.SMS短消息传输的远端控制技术及其实现[J].仪器仪表学报,2003:29-31.[3]万福君.单片微机原理系统设计与开发[M].合肥：中国科技大学出版社,1995:156-169.[4]谢自美.电子线路设计[M].武汉:华中科技大学出版社，2000:122-128.[5]樊昌信.通信原理[M].北京:国防工业出版社,2009.5[6]藏春华,邵杰,魏小龙,等.综合电子系统设计与实践[M].北京航空航天大学出版社2009.[7]裘岚.C语言程序设计实用教程[M].北京:电子工业出版社,2001.[8]樊天晴.Internet信息终端技术的研究[M].兰州:西北工业大学,2002.[9]魏小龙.51系列单片机接口技术及系统设计实例[M].北京:北京航空航天大学出版社，2002.[10]王琴放.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社：1997:129-136.[11]徐顺成.实用电子技术与电子产品汇编[M].北京：电子工业出版社，1993.[12]刘松,赵忠,孙学磊,等.远程家庭智能监控系统设计[M].北京:高等教育出版社,2009:98-106.[13]李群芳.单片微型计算机与接口技术[M].北京:电子工业出版社,2005:152-163.[14]沙占友.集成化智能传感器原理与应用[M].北京：电子工业出版社.2004.[15]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006:102-109.