隨著我國(guó)生產(chǎn)力水平的急速提高,人民的物質(zhì)和精神生活水平也日益豐富。近幾年來,科技發(fā)展帶來的生活便捷尤為突出,其中的智能家居產(chǎn)品由于貼近生活,飽受群眾的喜愛。但是,目前的智能家居市場(chǎng)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的定位往往較為高端,用戶體驗(yàn)門檻居高不下。為了改善這種情況,提高智能家居產(chǎn)品在中國(guó)家庭的普及率,設(shè)計(jì)一款價(jià)格低廉,易于施工、維護(hù)的智能家居系統(tǒng)。本智能家居系統(tǒng)的通訊核心技術(shù)為多種無線傳輸方式并用,主要涉及ZigBee通信,Wi-Fi通信,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。整體系統(tǒng)分為三個(gè)部分,第一個(gè)部分以STM32單片機(jī)為核心,依次開發(fā)單片機(jī)外圍電路,ZigBee協(xié)調(diào)、ZigBee終端電路,PT100溫度傳感器,42式步進(jìn)電機(jī)終端電路,在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備與網(wǎng)關(guān)之間的信號(hào)通訊。同時(shí),在ZigBee通訊中引入路由優(yōu)化算法,提高通訊距離的同時(shí)協(xié)調(diào)系統(tǒng)功耗。第二個(gè)部分使用第三方云服務(wù)器,應(yīng)用Web開發(fā)和數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)技術(shù),配合相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),提供了基于瀏覽器載體的終端控制平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程家居控制和環(huán)境信息采集。第三個(gè)部分用于連接前兩個(gè)部分,將云端服務(wù)信息與安置于家庭中的具體設(shè)備進(jìn)行通訊,主要由ESP8266通訊電路,網(wǎng)絡(luò)... 

【文章來源】： 凌鵬鵬 安徽大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)智能家居市場(chǎng)規(guī)模趨勢(shì)圖

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文5第二章智能家居總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能需求分析目前，由于國(guó)內(nèi)的智能家居產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)方式?jīng)]有完全統(tǒng)一，各種智能體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)并不明確，為了盡量的降低成本，設(shè)計(jì)需要忽略目前一些軟件開發(fā)成本比較高的算法應(yīng)用，如高精準(zhǔn)度的語音應(yīng)用，手勢(shì)捕捉應(yīng)用等。但是，無論采用哪些技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，采用怎樣的智能化標(biāo)準(zhǔn)，都需要滿足用戶的最基本的使用需求。近五年來，對(duì)比國(guó)內(nèi)各個(gè)級(jí)別企業(yè)的產(chǎn)品，這些功能已經(jīng)在智能家居系統(tǒng)中不可缺少，分別是：（1）聯(lián)網(wǎng)功能：人機(jī)交互操作是智能性的基本保障，因此，聯(lián)網(wǎng)是智能家居系統(tǒng)最基本的功能，是實(shí)現(xiàn)云管理、更新操作的必備條件[11]。（2）組網(wǎng)功能：組網(wǎng)功能的目的在于將智能設(shè)備信息通過同一網(wǎng)絡(luò)途徑進(jìn)行合理的資源分配。能夠方便各個(gè)終端的管理和運(yùn)行，是智能家居系統(tǒng)中不可或缺的一項(xiàng)功能。（3）智能電器設(shè)備控制功能：通過預(yù)先設(shè)定的邏輯對(duì)各個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行，管控。在通訊上進(jìn)行信息歸納，協(xié)助處理，能夠大幅度減少通訊的復(fù)雜性的同時(shí)提高用戶體驗(yàn)。（4）遠(yuǎn)程管理功能：智能家居控制器通過路由設(shè)備或者直接植入物聯(lián)卡的方式連接云端網(wǎng)絡(luò)，用戶在通信服務(wù)覆蓋領(lǐng)域內(nèi)可以通過網(wǎng)頁(yè)或APP對(duì)家居設(shè)備進(jìn)行控制。圖2-1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖所有功能需求的結(jié)構(gòu)如上圖2-1所示。總結(jié)技術(shù)需求后，設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)為：提供普通家居電器控制，室內(nèi)照明控制，室內(nèi)和室外遠(yuǎn)程控制，傳統(tǒng)手動(dòng)家具控制，基于設(shè)定的自動(dòng)控制，和可編程定時(shí)控制等功能。該設(shè)計(jì)的核心處理器以STM32單片機(jī)為平臺(tái)，完成各個(gè)溫度傳感器，光敏傳感器，兩線四相步進(jìn)電機(jī)模塊的軟硬件模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境的全方面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi技術(shù)、ZigBee通

第三章硬件分析及設(shè)計(jì)14復(fù)為口上拉限流電阻接3.3v電源，串聯(lián)濾波電容接地，同時(shí)并聯(lián)復(fù)位按鈕，用戶和開發(fā)者可以通過按鈕事件執(zhí)行重新運(yùn)行程序。圖3-4復(fù)位電路原理圖3.2電源設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)至少需要3塊PCB電路板，分別是協(xié)調(diào)端電路，終端電路，電機(jī)電路，因此，需要配備至少3個(gè)電源對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供電。在系統(tǒng)功能的豐富工程中，需要有更多的終端模塊、電機(jī)模塊以及路由模塊，也就需要更多的電源模塊。但是，由于傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類似，這些電源模塊總體還是可以分為3類，分別是12V電源，12V轉(zhuǎn)3.3V電源，5V轉(zhuǎn)3.3V電源。STM32中控模塊電源模塊由型號(hào)為MP2359的電源芯片即外圍電路構(gòu)成。如下圖3-5所示，電源芯片MP2359初始輸入電壓為12v，電源芯片MP2359的6引腳連接電感后，再連接相互并聯(lián)的電容后接地，電源芯片MP2359的引腳5連接相互并聯(lián)的電容后接地，引腳4連接電阻后再通過相互并聯(lián)的電容后接地，引腳3串聯(lián)電阻后輸出+3.3v電壓。電源輸入端的12V來自于鋰電池供電，也可以作為獨(dú)立的電源為電機(jī)電路供電，輸出端的3.3V電源服務(wù)于STM32單片機(jī)及、指示電路、復(fù)位電路、下載電路等。


本文編號(hào)：2916069