目錄

1、功能實現(xiàn)

2、軟、硬件系統(tǒng)設(shè)計

3、結(jié)論

1

功能實現(xiàn)

采用機(jī)智云APP實現(xiàn)全球控制，利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接家居設(shè)備到終端，實現(xiàn)智能操作。智能家居控制系統(tǒng)采用無線網(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。用戶可通過手機(jī)隨時控制自動喂魚、臺燈開關(guān)、根據(jù)土壤濕度自動澆花等功能。

利用STM32單片機(jī)控制系統(tǒng)，產(chǎn)品性能主要針對家庭實用性，集成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制臺燈、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)多次試驗驗證實用性和功能可靠性。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，體現(xiàn)出在家居生活中的實用性和可靠性。

總體系統(tǒng)設(shè)計

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, 可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制, 即可實現(xiàn)全球控制。如下有具體功能。

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

(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)花又很忙沒時間養(yǎng)花的用戶帶來了福音, 如果工作很忙可以工作的時候打開手機(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)行自動澆花, 第 (5) 點介紹) 。

(3) 遠(yuǎn)程喂魚的功能, 為喜歡養(yǎng)魚或其他小動物并且工作忙沒時間的用戶提供了方便, 點擊“喂魚器開/關(guān)”自動喂魚一次, 完畢后開關(guān)自動關(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繼電器上, 相當(dāng)于一個遠(yuǎn)程控制開關(guān), 用戶可進(jìn)行DIY設(shè)計連接使用。

(5) 遠(yuǎn)程自動澆花的功能, 第 (2) 點提到遠(yuǎn)程澆花, 但需要用戶自行控制水量, 但可能存在澆水過多或過少的情況, 為進(jìn)一步給客戶提供方便, 點擊“自動澆花”功能, 澆花器將根據(jù)土壤濕度傳感器傳回來的值進(jìn)行自動澆花, 最后一項是土壤濕度傳回到手機(jī)中的值, 當(dāng)這個值小于13時會進(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產(chǎn)丟失, 設(shè)計目的是為其他人遠(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)到一個排風(fēng)通風(fēng)干燥的目的, 喜歡小動物的用戶可以在其窩的上方安裝一個小風(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)功能可以提供一個簡單的監(jiān)測作用, 如果家里有老人或小孩單獨在家, 可以大概了解一下其所在的方位, 避免其觸碰家里的危險物品, 比如燃?xì)庠罨蚴羌彝ビ秒姟?/p>

而且也可以監(jiān)測家里的寵物的出行。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)測容易出現(xiàn)危險易燃易爆的家庭用品, 一旦感應(yīng)到紅外線, 手機(jī)端就會顯示開啟。

(9) 熱釋電感應(yīng)模塊, 能夠監(jiān)測到運動的微熱物體, 同樣有監(jiān)測作用, 感應(yīng)更靈敏, 判斷運動物體更準(zhǔn)確, 起到實時監(jiān)控的作用, 并在手機(jī)端顯示。

(10) 環(huán)境溫濕度傳感器, 實時感應(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, 實時監(jiān)測土壤濕度, 并將土壤濕度值傳送到手機(jī), 在上面第 (5) 點中自動澆花功能起到數(shù)據(jù)判斷的功能。

(12) 留有接口待開發(fā)或升級更新添加新的功能。

1.2

特點

(1) 可遠(yuǎn)程全球控制, 真正實現(xiàn)了隨時隨地控制, 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，操作的功能可以用手機(jī)端控制，不需要手機(jī)時也可以手動控制。

(3) 可靠性型極高, 每項功能都帶有實時反饋, 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), 不會出現(xiàn)兩者錯亂的情況。

(4) 安全性極高, 機(jī)智云平臺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) 運行穩(wěn)定, 設(shè)備運行時一旦出現(xiàn)問題或死機(jī)會自行進(jìn)行重啟, 瞬間即可重新啟動, 執(zhí)行正在運行的操作, 不影響用戶的使用。

(6) 操作簡單, 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, 即可長期使用。

(7) 此設(shè)備價格適中, 市場上物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備價格昂貴, 一個功能簡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)備價格可能更加昂貴, 而此設(shè)備價格大多數(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現(xiàn)自動控制和遠(yuǎn)距離控制, 具有很高的實用性。

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期穩(wěn)定性。

DHT11模塊

校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中, 傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(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?？刂菩盘柾ㄟ^手機(jī)發(fā)送到控制單片機(jī)STM32, 單片機(jī)接受信號將信號進(jìn)行分析處理發(fā)出控制命令到各個開關(guān)并接受反饋信號, 將信息反饋給手機(jī)APP, 控制中心由STM32F103C8T6微控制器、無線接收模塊、傳感器等組成, 是整個系統(tǒng)的核心。遠(yuǎn)程控制采用Android操作系統(tǒng)實現(xiàn)。

整體上, 我們采用的是C語言進(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)行每一個模塊單元程序的調(diào)試, 讓每一個模塊都能獨立進(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

本設(shè)計側(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，如臺燈、火焰?zhèn)鞲衅?、喂魚器、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、家電控制等功能。通過手機(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、自動化、方便控制和高性價比的特點，適合推廣應(yīng)用。