基于单片机的智能家居控制系统设计.doc

学院·嵌入式系统工程专业 毕业设计（论文）摘要智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义本文基于容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，采用STC89C52单片机为控制核心，为控制终端，并采用包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器本文的二至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现，第五章是根据设计好的功能搭建了一个具体的环境实例关键词：物联网、智能家居、单片机、STC89C52、多源控制AbstractSmart Home as the implement mode of Family Information has become an important part of the social information development .The networking because of its huge prospect to develop .It will be a real way during the Smart Home`s development .Networking means a lot to the Smart Home .This article base on the design concept of trying to use easiest way to deliver handle and closing to use .We take the STC89C52 as the control core of the design .The relay as the control terminal mean .While we also use the trared remote control key webpage etc to control the home appliances . Two to four chapters of this paper describes the design of software and hardware to achieve the specific. Chapter V is based on features designed to build a specific environment instance.Key word: Networking、Intelligent、Home、Microcontroller、STC89C52、 multi-source control目录摘要 ................................................................................................................................1Abstract............................................. 2第1章 背景 41.1智能家居的概念 41.2物联网的出现 41.3智能家居控制系统功能 5第2章 总体设计 62.1整体介绍 62.2系统设计方案 62.3功能设计： 72.3.1 多源控制 72.3.2 室温控制 72.3.3 灯光控制 72.3.4 光线控制 72.3.5 模式控制 8第3章 硬件设计 93.1 最小系统模块 93.2 串口模块 93.3 红外接收模块 103.4 传感器模块 103.5 LCD模块 113.6 键盘模块 123.7 继电器模块 123.8 AD模块 133.9 串口转以太网模块 14第4章 软件系统设计 164.1 STC89c52开发工具介绍 164.1.1 keil uVision2新建项目与编辑 164.1.2 keil uVision2编译与调试运行 184.1.3 程序烧写 194.2 单片机总控制流程图 204.3 键盘与红外遥控键位功能 214.4 Web软件开发工具简要介绍 214.4.1 Eclipse 214.4.2 tomcat 224.5 Web端网页界面设计 22第5章 环境实例搭建 255.1 实例环境选择 255.2实例环境布置 255.2.1 所控电器 255.2.2 布线 255.2.3 控制模式 265.2.4 远程控制 27第6章 总结 28谢辞 .................................................................................................................................29参考文献 30附录：单片机控制程序 31第1章 背景1.1智能家居的概念 智能家居（Smart Home）是以家为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。

家居智能化技术起源于美国，最具代表性的是X-10技术，通过X-10通信协议，网络系统中的各个设备便可实现资源的共享因其布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用至今，X-10技术产品的销售已超过两亿个，仅在美国一个国家，便有超过600万个家庭在使用自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑，相反，成了帮助主人尽量利用时间的工具，使家庭更为舒适、安全、高效和节能智能家居是现代社会最热门的话题之一，它的目标是通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的设定工作运行，而不论距离的远近智能化与远程控制是智能家居的两大特点目前，已经有越来越多的机构和个人开始了对智能家居的研究 随着网络技术的发展，特别是无线网络的发展，网络化智能家居系统可提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段，使生活更加舒适、便利和安全 1.2物联网的出现物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。

其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享 物联网概念的问世，打破了之前的传统思维过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分 物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类在这个物物相联的世界中，物品能彼此“交流”，无需人的干预可以说，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：窗帘可以自动感知光线而关闭;空调更“听话”了，天热它会把温度调低，太潮就会自动抽湿灯也知道节能了，房间里没人会自动灭掉如此等等，不一而足物联网的应用竟已经很广泛，遍及智能交通、环境保护、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、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、、天线等IT通讯领域，到智能卡、芯片、传感器、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机等制造领域，环环相扣，商机巨大。

美国独立市场研究机构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专家预计，中国物联网整体产业在2015年将超过一万亿元规模，2050年传感器在生活中将无处不在可以想见，物联网发展到一定阶段，家中的电器可以和外网连接起来，通过传感器传达电器的信号厂家在厂里就可以知道你家中电器的使用情况，也许在我们之前就知道家中电器的故障某一天突然有维修工上门告诉家中空调有问题，我们还惊异地不相信1.3智能家居控制系统功能智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过或Internet)的监视、控制及数据采集1)家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统3)空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。

4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度5)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制5第2章 总体设计2.1 整体介绍本次设计以采用STC89C52芯片为控制核心，红外、温度、光敏等传感器为环境信息采集源，以Web控制为辅助，来制作一个智能家居控制系统在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控器与Web网页远程控制,来控制家用电器（如日光灯、空调、门禁等），实现了远距离，多角度对家用电器进行开关控制此外在本次设计中，采用多种传感器相结合，并由智能MCU根据所设置的情景模式来对家用电器进行自动化控制，如自动给开空调降温，自动开启室内照明，自动调节卧室光线等2.2系统设计方案根据设计需要，系统包括了核心控制模块、Web服务器设备，Web HTML模块、红外遥控模块、LCD显示模块、传感器模块、继电器模块、按键模块、子门禁报警模块，等等系统的整体框图如图1所示网页服务器（串口转网口）核心控制设备（以STC8052为核心）红外遥控按键LCD显示空调数据库信息用户输入信息设备状态信息用户控制信息PWM调控光线模式、温度、湿度信息灯1插座传感器（温度、光敏）继电器窗帘灯2环境信息 图1 系统整体框图网页服务器（串口转网口）核心控制设备（以STC8052为核心）红外遥控按键LCD显示空调数据库信息用户输入信息设备状态信息用户控制信息PWM调控光线模式、温度、湿度信息灯1插座传感器（温度、光敏）继电器窗帘灯2环境信息 图1 系统整体框图2.3 功能设计： 2.3.1 多源控制为了适应人们高质量、便捷的生活需求，本系统采用多源控制，即红外遥控控制、按键控制、Web网页远程控制，系统自动控制，这四种控制相结合。

其中Web网页远程控制，是指在离开家以后，通过互联网登录运行在特定服务器上的网站，然后去查看、管理当前家中的电器，只需点击网页上相应的按钮，就可以轻松的打开、关闭、查询家中的电器设备，已达到远程控制的功能系统自动控制是指系统的核心控制部分可以根据外部传感器所采集到的环境信息（如温度、光线强度、湿度等）与用户预设的可以使人较为舒适的值作。