目錄

1、功能實(shí)現(xiàn)

2、軟、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、結(jié)論

1

功能實(shí)現(xiàn)

采用機(jī)智云APP實(shí)現(xiàn)全球控制，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接家居設(shè)備到終端，實(shí)現(xiàn)智能操作。智能家居控制系統(tǒng)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，受環(huán)境影響小，建設(shè)周期短、成本低、易維護(hù)和擴(kuò)展，完全符合智能家庭通信要求。用戶可通過(guò)手機(jī)隨時(shí)控制自動(dòng)喂魚、臺(tái)燈開關(guān)、根據(jù)土壤濕度自動(dòng)澆花等功能。

利用STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)，產(chǎn)品性能主要針對(duì)家庭實(shí)用性，集成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制臺(tái)燈、澆花器、喂魚器、紅外感應(yīng)、熱釋電、PWM接口、溫濕度、繼電器等多功能的物聯(lián)網(wǎng)智能家居。經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)用性和功能可靠性。服務(wù)器底板采用STM32內(nèi)核，具有高性能、低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)出在家居生活中的實(shí)用性和可靠性。

總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)

此物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開發(fā)了10余種功能, 設(shè)備和手機(jī)APP端處在同一局域網(wǎng)環(huán)境下 (同一WIFI環(huán)境下) 即可實(shí)現(xiàn)近程控制, 與遠(yuǎn)程控制相比設(shè)備接收數(shù)據(jù)的速度會(huì)更快一些。設(shè)備處于連接網(wǎng)絡(luò)的WIFI環(huán)境下, 手機(jī)處于2/3/4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下或其他接入網(wǎng)絡(luò)的Wi Fi環(huán)境下, 可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制, 即可實(shí)現(xiàn)全球控制。如下有具體功能。

(1) 遠(yuǎn)程開啟、關(guān)閉臺(tái)燈, 模仿了家庭日用燈光的遠(yuǎn)程控制, 更加人性化的設(shè)計(jì), 遠(yuǎn)程, 手動(dòng)控制并用。

(2) 遠(yuǎn)程澆花的功能, 可以進(jìn)行遠(yuǎn)程澆花, 為一些喜歡養(yǎng)花又很忙沒時(shí)間養(yǎng)花的用戶帶來(lái)了福音, 如果工作很忙可以工作的時(shí)候打開手機(jī), 自行控制水量進(jìn)行澆花 (也可根據(jù)土壤濕度傳感器進(jìn)行自動(dòng)澆花, 第 (5) 點(diǎn)介紹) 。

(3) 遠(yuǎn)程喂魚的功能, 為喜歡養(yǎng)魚或其他小動(dòng)物并且工作忙沒時(shí)間的用戶提供了方便, 點(diǎn)擊“喂魚器開/關(guān)”自動(dòng)喂魚一次, 完畢后開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉。

(4) 繼電器用戶自定義接口, 為用戶提供方便, 用戶可將家里的小功率用電器接在這個(gè)繼電器上, 相當(dāng)于一個(gè)遠(yuǎn)程控制開關(guān), 用戶可進(jìn)行DIY設(shè)計(jì)連接使用。

(5) 遠(yuǎn)程自動(dòng)澆花的功能, 第 (2) 點(diǎn)提到遠(yuǎn)程澆花, 但需要用戶自行控制水量, 但可能存在澆水過(guò)多或過(guò)少的情況, 為進(jìn)一步給客戶提供方便, 點(diǎn)擊“自動(dòng)澆花”功能, 澆花器將根據(jù)土壤濕度傳感器傳回來(lái)的值進(jìn)行自動(dòng)澆花, 最后一項(xiàng)是土壤濕度傳回到手機(jī)中的值, 當(dāng)這個(gè)值小于13時(shí)會(huì)進(jìn)行澆花, 土壤濕度傳感器上有感度調(diào)節(jié)繼電器, 可根據(jù)澆花類別不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

(6) 遠(yuǎn)程門鎖開關(guān)控制, 這個(gè)功能不建議遠(yuǎn)程使用, 遠(yuǎn)程打開門鎖如果家里沒人可能造成財(cái)產(chǎn)丟失, 設(shè)計(jì)目的是為其他人遠(yuǎn)程打開門鎖, 或出門忘帶鑰匙的用戶可使用手機(jī)打開門鎖。

(7) 遠(yuǎn)程控制電機(jī)轉(zhuǎn)速PWM的功能, 這個(gè)功能可以控制一些小型電機(jī)或小型電風(fēng)扇, 可以遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)速, 達(dá)到一個(gè)排風(fēng)通風(fēng)干燥的目的, 喜歡小動(dòng)物的用戶可以在其窩的上方安裝一個(gè)小風(fēng)扇達(dá)到排風(fēng)除臭的目的。

(8) 遠(yuǎn)程紅外感應(yīng)功能, 紅外感應(yīng)功能可以提供一個(gè)簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)作用, 如果家里有老人或小孩單獨(dú)在家, 可以大概了解一下其所在的方位, 避免其觸碰家里的危險(xiǎn)物品, 比如燃?xì)庠罨蚴羌彝ビ秒姟?/p>

而且也可以監(jiān)測(cè)家里的寵物的出行。除了這些, 紅外感應(yīng)還可以直接放在廚房燃?xì)庠畹燃t外產(chǎn)生的地方, 監(jiān)測(cè)容易出現(xiàn)危險(xiǎn)易燃易爆的家庭用品, 一旦感應(yīng)到紅外線, 手機(jī)端就會(huì)顯示開啟。

(9) 熱釋電感應(yīng)模塊, 能夠監(jiān)測(cè)到運(yùn)動(dòng)的微熱物體, 同樣有監(jiān)測(cè)作用, 感應(yīng)更靈敏, 判斷運(yùn)動(dòng)物體更準(zhǔn)確, 起到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用, 并在手機(jī)端顯示。

(10) 環(huán)境溫濕度傳感器, 實(shí)時(shí)感應(yīng)家庭的溫度和濕度, 并將溫度和濕度的值傳送給手機(jī)端, 此傳感器的感應(yīng)范圍能達(dá)到距離傳感器的距離方圓20米。

(11) 土壤濕度傳感器, 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度, 并將土壤濕度值傳送到手機(jī), 在上面第 (5) 點(diǎn)中自動(dòng)澆花功能起到數(shù)據(jù)判斷的功能。

(12) 留有接口待開發(fā)或升級(jí)更新添加新的功能。

1.2

特點(diǎn)

(1) 可遠(yuǎn)程全球控制, 真正實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地控制, 為使用者提供了極大的方便。

(2) 科學(xué)合理性的人性化設(shè)計(jì)，操作的功能可以用手機(jī)端控制，不需要手機(jī)時(shí)也可以手動(dòng)控制。

(3) 可靠性型極高, 每項(xiàng)功能都帶有實(shí)時(shí)反饋, 當(dāng)用手機(jī)端遠(yuǎn)程控制設(shè)備開啟, 設(shè)備一定處于開啟狀態(tài), 當(dāng)手機(jī)端控制設(shè)備關(guān)閉, 設(shè)備一定處于關(guān)閉狀態(tài), 不會(huì)出現(xiàn)兩者錯(cuò)亂的情況。

(4) 安全性極高, 機(jī)智云平臺(tái)自帶的硬件安全密匙已經(jīng)很高, 又進(jìn)行了軟件程序上的加密, 雙重加密, 幾乎破解可能性為零, 避免設(shè)備被盜用的情況。

(5) 運(yùn)行穩(wěn)定, 設(shè)備運(yùn)行時(shí)一旦出現(xiàn)問(wèn)題或死機(jī)會(huì)自行進(jìn)行重啟, 瞬間即可重新啟動(dòng), 執(zhí)行正在運(yùn)行的操作, 不影響用戶的使用。

(6) 操作簡(jiǎn)單, 用手機(jī)一次給設(shè)備配置家庭網(wǎng)絡(luò)WIFI, 如果家庭不更改, 那么設(shè)備的配置不需要更改, 即可長(zhǎng)期使用。

(7) 此設(shè)備價(jià)格適中, 市場(chǎng)上物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備價(jià)格昂貴, 一個(gè)功能簡(jiǎn)單的小米智能插座可能就幾十到幾百元, 一些其他的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格可能更加昂貴, 而此設(shè)備價(jià)格大多數(shù)用戶都在能接受的范圍內(nèi)。

1.3繼電器模塊

利用繼電器, 在現(xiàn)代家居生活中可以連接多種家用電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離控制, 具有很高的實(shí)用性。

1.4溫濕度模塊

它應(yīng)用專用的溫濕度傳感技術(shù)以及數(shù)字模塊采集技術(shù), 確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

DHT11模塊

校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中, 傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。

澆花器模塊

該模塊適用電壓為DC/12V, 適用電流為0.25A, 功率為3W。水流量約為1.8L/min。其適用水溫為5℃---45℃, 其模塊工作環(huán)境溫度為5℃---40℃。工作時(shí)進(jìn)水壓力為3Mpa, 可持續(xù)工作且自然冷卻。

軟件部分

1.6

整個(gè)控制系統(tǒng)根據(jù)功能可以分為智能控制中心和遙控部分?？刂菩盘?hào)通過(guò)手機(jī)發(fā)送到控制單片機(jī)STM32, 單片機(jī)接受信號(hào)將信號(hào)進(jìn)行分析處理發(fā)出控制命令到各個(gè)開關(guān)并接受反饋信號(hào), 將信息反饋給手機(jī)APP, 控制中心由STM32F103C8T6微控制器、無(wú)線接收模塊、傳感器等組成, 是整個(gè)系統(tǒng)的核心。遠(yuǎn)程控制采用Android操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

整體上, 我們采用的是C語(yǔ)言進(jìn)行全部程序的編寫, 其中我們采用模塊化編程的思想, 進(jìn)行每一個(gè)模塊單元程序的調(diào)試, 讓每一個(gè)模塊都能獨(dú)立進(jìn)行正常的工作, 最后再在主程序里進(jìn)行調(diào)用, 進(jìn)行總體相應(yīng)的調(diào)整, 讓各個(gè)模塊能進(jìn)行協(xié)同工作。其中主要是用Protus軟件進(jìn)行電路仿真, 用到了keil u Vision5進(jìn)行編程。

結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)側(cè)重于提升人們生活質(zhì)量，節(jié)約成本，連接了多種設(shè)備，如臺(tái)燈、火焰?zhèn)鞲衅鳌⑽刽~器、澆花器、溫濕度傳感器、熱釋電等，并可擴(kuò)展空氣質(zhì)量檢測(cè)、家電控制等功能。通過(guò)手機(jī)APP、家庭路由器和云服務(wù)器構(gòu)建基于云服務(wù)WiFi的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)，具備智能化、自動(dòng)化、方便控制和高性價(jià)比的特點(diǎn)，適合推廣應(yīng)用。