第一篇：基于ARM系统的智能家居的研究开题报告

基于ARM的

智能家居远程监控系统的研究

开题报告

信息工程学院自动化系

@bipt.edu.cn 81292149 *** 2013年3月25日

一、选题背景、研究意义

1、选题背景

随着技术的继续发展和生物识别技术的实用性普及，智能化家居的概念才真正体现了其本意，在好莱坞科幻大片中看到的那种高度智能化的家居系统正在走进我们的生活。

1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在校内模拟“未来之家”，推出了新加坡模式的家居智能化消化系统。它的系统功能包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家居智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和软件配置等。日本松下公司正在把“数码家庭”的概念应用到养老院。养老院的所有房间都与局域网相连，装备多种测量仪器、触摸式显示屏、数码摄像机等，这样每个居住者的体温、血压等多项数据传送到护理中心，实现远程医疗护理。美国麻省理工学院的实验室正在研究“智能房间”，通过生物传感器探测人的行为来自动控制和调节居住系统。日本大型住宅公司Misawa Home为解救购房者对房屋防盗室，当遇到小偷闯入门时屋主可躲进去紧急避难，防盗室设有两道厚重的门，其中内门只要从里面上锁后，外部无法靠人力打开。防盗室内装设电话专线，电话线埋在地下；另外还可在屋内放置一个机器人，可以依歹徒恐吓的声音来反应，并出声求救，发挥报警求救功能.智能家居在我国经历了近7年的起步阶段，发展速度缓慢，这主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。但是随着建筑智能化行业协会的成立及技术水平的不断提高，产品在市场上已逐步推广。前期主要集中在一些分散的智能家居控制子系统的研究上，如三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统等。随着集成技术、通信技术、互操作能力和布线标准的发展而不断改进，实现它们之间信息共享，使得系统安装方便、使用灵活。目前，国内一些传统家电业的巨头如海尔、创维、TCL、科龙、海信等也开始进入智能化家居市场。而先进入该区域的一些企业基本都推出了各自的产品，如清华同方推出的经济型的智能化家居设备“e-home数字家园”系统已经得到了一定程度的应用。

2、研究意义

智能家居在未来家庭信息化中具有举足轻重的地位，但其造价昂贵，影响了其推广，所以如能通过技术攻关降低其成本，则能使智能家居这“旧时王谢堂前燕”，早日“飞入寻常百姓家＂。海尔、ＴＣＬ等家电巨头的高调介入，充分显示了研发智能家居的重要性和意义，相信在不久的将来智能家居必会普及到普通用户家里。

故在选题时，系统采用了嵌入式设备来降低功耗和成本，结合网络和视频技术提高操作性和应用范围。该系统主要针对家庭用户设计，主要实现视的功能有：当有陌生人进入家庭时，红外传感器就会感知并向家居服务器发送信息，家居服务器通知主人家里有人进入，询问是否进行视频监控，如果主人确认就打开电灯（如果是晚上）和摄像头进行视频监控；通过数字温度表采集各个房间的温度，实现通过网络对外通信模块，使主人可以通过Ｉｎｔｅｍｅｔ访问家庭内部的家居监控服务器，远程控制家用电器设备，查看并控制家用电器的运行情况

二、文献综述

随着计算机、通信及微电子技术的飞速发展和人民生活水平的提高，人们对居住环境的要求，也向着追求精神内涵、安全舒适、便捷智能化和自动化为理想目标，智能化的家居环境也逐渐备受人们的关注。目前，在智能家居系统设计中，智能家居控制中心与终端(家电设备、安防设备、三表等)之间多采用基于总线的有线连接方式(RS 485，CAN，LonWorks等)，这种连接方式具有布线复杂、线路易腐蚀、维护不方便、影响室内美观等缺点；远程用户与智能家居控制中心之间的通信多采用电话线和网线的通信方式，未能将目前日益成熟的移动通信技术应用其中，给用户带来极大的不便；智能家居控制中心多采用单片机作为控制核心，随着用户功能需求的增加，由于单片机软硬件资源有限，给系统的升级、维护及调试带来极大困难。

蓝牙技术是一项新兴的技术,它的主要目的是在全世界建立一个短距离的无线通信标准。它使用214～215GHz的ISM(Industry Scientific Medical)频段传送语音和数据。运用成熟、实用、先进的无线技术来代替电缆,它提供了低成本、低功耗的无线接口,使所有固定和移动设备通过微微网PAN(Per2sonalAreaNetwork)连接起来。这样,人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制。

通用分组无线业务(GenevalPacketRadioServ2ice,GPRS)以分组交换技术为基础,采用IP数据网络协议,使现有GSM网的数据业务突破了最高速率为916Kb/s的限制,最高数据速率可达17112Kb/s。GPRS具有永远在线、高速传输、按流量计费、减少无线资源浪费及通信成本低等优点。[1]

三、研究的基本内容，拟解决的主要问题

1、基本内容

家居保安系统和家用电器远程控制系统是家居系统的两个重要组成部分，特别是对于普通家庭，提高人们生活质量有着重要的意义。其中，家居保安系 统能对住宅的火灾、有害气体泄露等实现自动报警;能对盗窃以及入室抢劫实 现自动报警。该部分系统重要内容之一就是能够准确无误的检测出偷盗和火灾 信号，另一

个重要内容是当有偷盗和火灾信号发生，能够及时地将信号发送出 去报警。课题的另一组成部分家用电器远程控制系统，首先要能够完成振铃检 测的功能，因为这套系统和电话机用的是相同的电话线，为了避免干扰正常电 话的接听，只有振铃响到一定次数时，才启动该系统。当用户通过电话线远程 控制家用电器时，该系统要能够实现自动模拟摘机，以便接通该系统的后续电 路完成相应的控制。等到系统接通后，通过语音电路和解码电路来实现用户和 系统的交互，实现对家用电器的远程控制功能。

2、拟解决的主要问题

[1] 供热阀远程启停控制：

在冬季，用户回家前可以用手机发出打开空调命令，使家居供热系统工作。家中无人时关闭供热系统，这样可合理地节约能源。

[2] 防盗报警功能：

系统在布防后，若房间的门或窗被强行打开，系统会立即发出防盗报警短消息至用户手机，远方的用户在接收到报警短信后，确认家居有被盗迹象可远程启动家居内声光报警器，对入室窃贼起威慑作用。

[3] 防火报警功能：

系统在厨房内设置烟雾传感器，当烟雾浓度达到报警限时系统发出报警短消息给远方用户手机。

[4] 家电工作状态远程采集功能：

如果用户想要了解远方家居内家电设备的工作状态，可通过手机发出家电工作状态查询命令，系统会根据查询命令发出指定家电或所有家电设备的工作状态短消息到用户手机。

[5] 家居室温远程采集功能：

系统的温度传感器实时监测家居内的室温，如果用户想了解家居内的室温，可通过手机发出温度采集命令，系统会将当前的室温以短消息的形式发给用户。

四、研究思路

本项目与传统智能家居系统相比，该系统控制中心硬件采用ARM微处理器作为控制核心，软件采用Linux 2.6内核作为系统的嵌入式操作系统，采用Boa为嵌入式Web服务器，采用SQL为系统嵌入式数据库

图2 智能家居控制中心应用软件工作流程

五、研究工作进度

整体时间安排：2013年3月 至 2014年4月 具体安排及进度：

2013年3月10日—2013年3月15日 文献查阅

2013年 3月16日—2013年3月 27日 相关资料准备、总结 2013年 3月28日—2013年4月 10日 撰写开题报告 2013年4月11日—2013 年 6月10日 方案设计与实现 2013年 9月11日—2013年11月 11日 论文书写 2013年 11月12日—2013年 11月30日 论文修改与定稿 2013年 12月1日—2014年4月 1日 准备论文答辩相关材料

六、主要参考文献

[1] 徐科军.信号分析与处理[M].北京:清华大学出版社,2006 [2] 李红刚，张素萍，方佳，董玲娇。基于ARM的智能家居远程监控系统设计[J] 现代电子技术2009-03-01 [3] 林旭东.智能家居系统相关技术及发展趋势[J].科技创新导报.2008(07)[4] Shanshan Li, Jian Zhou and Weijie Tan Engineering Center of Digital Audio and Video Communication University of China Beijing, China 100024.The Studying and Realizing of Transmitter Station Remote Monitor System Based on B/S Structure.Proceedings of 2010 3rd International Conference on Future BioMedical Information Engineering(Volume 3)[5] 董杰.智能家居系统的组成及设计[J].科技情报开发与经济.2007(14)[6] Xu Jin，Wang Zhiwei，Xu Yingying。Research of Intelligent Home Remote Monitor System on Zigbee[c] Proceedings of 2011 4th IEEE International Conference on Computer Science and Information Technology(ICCSIT 2011)VOL03

[7] Tiancheng LIN School of Mechanical & Electrical Engineering Gui zhou Normal University Guiyang,China Shengbo HU,Heng SHU School of Mechanical & Electrical Engineering Gui zhou Normal University Guiyang,China.Design and Implementation of Home Remote Monitor System Based on Embedded System.Proceedings 2010 International Conference on Intelligent Computing and Integrated Systems

[8] 王晨营.基于ARM9的嵌入式远程监测系统的设计与实现[D].北京邮电大学 2009 [9] 李苗,王伟东,王帆.国内智能家居现状和发展[J].科技传播.2011(10)[10] 夏勤艳,马立磊.浅谈智能家居系统的功能及发展前景[J].民营科技.2010(02)

[11] [12] [13] [14] [15] [16] 洪晓阳.人性化智能家居[J].硅谷.2010(04)

冯凯,童世华.智能家居的由来及其发展趋势[J].中国新技术新产品.2010(06)胡月莲.现阶段智能家居及其发展趋势[J].现代经济信息.2010(07)

王小荣,龚小斌.无线技术在智能家居中的应用[J].智能建筑电气技术.2009(03)Alessandro Jonathan.ZigBee-based Smart Home System Design.Informs J.Comp.2000f 马名东,张月珍.智能家居控制系统在别墅项目中的应用[J].智能建筑电气技术.2010(02)[17] 陈任,余征,梁金瑶.物联网时代的智能家居发展机遇和挑战[J].智能建筑与城市信息.2010(05)[18] Dimitar Ualtchev,Ivailo Frankov.Service Gateway Architecture for a Smart Home.IEEE Communications Letters.2002 [19] 张记超,陆虎.嵌入式ARM—Linux在交流驱动控制系统中的应用[J].科技信息.2010(31)[20] [21] Bokhari hadkhid.Understand Linux operating system.Computer.2005

L.A.Bertsch.Development Tools for Home Automation.IEEE Transactions on Consumer Electronics.1990

第二篇：智能家居开题报告

智能家居开题报告

1.选题名称

智能家居网络与软件系统方案设计

2.1 选题的背景

智能家居的概念出现的很早，但是一直未曾有真正的具体案例出现。这是运用与家庭的通讯设备、电器等设备通过传输系统连接到一个智能系统上，以实现智能家居能给人带来新的舒适的生活环境。

智能家居的系统非常复杂，对于系统的构架相当的复杂。硬件搭配的的要求，以及对于软件方面的各种要求都有着复杂而严格的要求。

2.2 选题的内容

智能家居是指通过现有的先进技术对人们的生活进行可行化的改善和提高，其功能包括

1、智能家居安防系统：这是智能家居系统是最基础、最实用的智能家居子系统。

2、智能家居控制系统：这是智能家居系统的核心功能。

3、智能家居娱乐系统：这是智能家居的娱乐功能，娱乐是生活的最精彩部分。

4、智能家居舒适系统：这是智能家居系统中目前基本上处于必配的智能家居功能。

5、智能家居节能系统：这是智能家居系统中目前最具发展潜力的智能家居功能。

6、智能家居生态系统：这是智能家居系统未来的终极回归目标，回归自然生态。

7、智能家居家电系统：这是智能家居系统中或许能最先普及的智慧家电产品。

2.3 选题的意义

根据国家电网公司2010年6月发布的《智能电网关键设备（系统）研制规划》，2009—2010年国家电网需要完成以下任务：研制标准化的智能家庭网关；实现家电的网络化通信；实现家电的信息化通行等。2010—2011研制智能家电的控制器以及家庭能源管理系统(HEMS)。随着我国经济建设的发展，我国的智能电网也在发展，智能这一词被发展的越来越广范，尤其运用于智能家居，智能家居网络无疑是其中的重要技术手段和今后社会的基础信息结点。开发智能家居相关产品不仅能够满足人们生活的需要，对整个社会信息化进程的推动作用也不可忽略。因此，基于DSP的智能家居控制器的研究顺应国内外发展趋势，具有重要的现实意义。文献综述

以TOP6410开发板和ZigBee套件为硬件平台，沿着“基础理论——开发环境搭建——核心模块实现——综合案例”的思路阐述了智能家居的设计与实现。《物联网“落地有声”系列丛书：基于ARM11的智能家居设计与实现》分为3篇：理论基础篇、开发环境搭建篇和开发实战篇。理论基础篇介绍智能家居的基本概念、需求、设计思路及关键技术。开发环境搭建篇讲述网关选型、协调器和节点等硬件设计，完成Bootloader.操作系统内核配置及根文件系统等软件环境搭建。开发实战篇讲述智能家居的解决方案，详解Linux串口编程方法，重点对安防报警、照明系统、温湿度管理和多媒体模块进行设计。《物联网“落地有声”系列丛书：基于ARM11的智能家居设计与实现》配套光盘1张，包含书中所有程序源代码和相关资料。介绍了智能家居知识及搭建整个智能家居系统的全过程，也是目前国内第一本手把手教你搭建智能家居系统的书籍。全书共分六大块内容，如什么是智能家居、智能家居的产品、智能家居客户端软件、智能家居工程设计、智能家居工程方案实施实例、智能家居常见典型方案实施案例。前半部分介绍了智能家居的概念、产品、相关软件；后半部分介绍了工程设计、实施及典型案例。先理论，后实践，让您轻松拥有一个智慧家庭。为了方便读者朋友轻松地学习与搭建智能家居系统，我们拍摄了大量实例照片和视频演示录像，以此激发读者朋友对

智能家居这一新兴事物的兴趣和爱好，读者朋友也可以通过网站获得更深入、更全面的智能家居系统与产品介绍，也可以通过网络平台进行交流。

相对于智能建筑来讲，智能家居控制系统是一个微观的概念。本书以武汉大学自动化系自行研发的智能家居控制系统为对象，从细节入手，包括智能家居的概念、技术基础、通信系统、软件硬件的开发以及物业管理中心上位机软件的开发等内容。本书取材于一套自行研发且已经商品化的产品，理论与实际结合紧密，图例丰富，深入浅出，便于理解。

为实现国家电网公司信息机房建设管理的科学化、标准化、规范化和实用化，确保信息机房建设技术先进、经济合理、安全适用，提高信息机房内系统及设备的安全稳定运行，依据国家相关规定和标准，结合公司实际情况，特制定本标准。

家居综合布线系统的设计与施工、家居背景音响系统的设计与施工、家居安防系统的设计与施工、家居背景音响系统的设计与施工、家居电器控制系统的设计与施工，以及智能家居的工程验收、工程实例。书中还简介了新了代智能家居——数字家庭。国内外现状与发展趋势

在我国，随着建设科技社会、生态社会步伐的加快，以及“十二五规划”中明确表示要大力扶持和发展智能化高新行业。我国的智能家居产业迎来了前所未有的发展契机。当前我国的智能家居行业还处于发展的起步阶段，市场相对空白。其高于传统行业数十倍甚至上百倍的经营利润更是预示着加入智能家居行业，就是加入了希望和未来。而国外自从世界上第一栋智能建筑诞生后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。国内和国外的智能家居模式不同，国内走的公寓式住宅，而国外走的是别墅型。两者的侧重点不同。相比于国内的智能家居国外的更侧重于安全防护。

随着高科技和信息技术的广泛应用，安全、舒适、便利的生活环境成为人们所推出的住宅环境，千万保障房的建成意味着将有更多的房产涌入装修的大潮，与现代家居装修息息相关的智能家居产业在这当中扮演了重要角色。智能家居系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活环境，已成为房地产商追逐的热点。物联网的概念进来以后，很多高档的社区考虑了智能家居的问题，要把这些智能化的东西都加进保障房，相信保障房建设也能做好。”在保障房中应用智能家居的相关系统，也就是在家装中融入现代高科技元素，在与普通的家居相比，智能家居改变了普通家居的被动静止结构，为家居赋予了具有智慧的生命力。然而，目前只有少数高端住宅能够装上智能家居系统，如果将智能家居与传统装修捆绑在一起必然会相得益彰，让更多的人在居有其室的基础上享受到科技给生活带来的便利舒适。智能家居在利好的政策环境下，也面临着极大的挑战，在市场同质化现象严重的今天，市场竞争日益凸显，智能家居企业只有通过自己在技术、价格、创新力等的优势在激烈的市场竞争中脱颖而出，牢牢抓住政策赋予的机会，把握市场格局，才能在千亿资金中得到实惠。5 对自己的启发和方案描述

智能家居网络的发展对于现今的我们来说是一种幸运，给我们的生活带来了更多的方便与舒适性。但是智能家居的发展不管是硬件还是软件方面都需要一定的技术基础上，才能够让人们放心的使用智能家居。但是智能家居的发展同时也带给了人们一些不好的地方，最明显的一点就是给人的惰性带来了更广大的发展空间。所以对于智能家居我们要抱着谨慎而又大胆的目光看待。参考文献《基于ARM11的智能家居设计与实现》 李明亮 北京航空航天大学出版社 20132 《教你搭建自己的智能家居系统》 杭州晶控电子有限公司 机械工业出版社 201

33《智能家居控制系统/智能建筑自动控制系统丛书》 周洪 中国电力出版社 20064 《智能家居设备与电网间的信息交互接口规范》中国电力出版社 201

25《智能家居设计与施工》 顾牧君

研究思路研究方法以及手段

1.研究/设计思路

采用“层次化、结构化、模块化”设计思想规划设计整个系统，使各智能家居系统能够无缝结合，成为一个完整的大智能家居系统。

层次化：在整个系统设计上将系统分成多个层次，明确各层次之间的相互关系及技术接口之后，对各层功能及系统选型进行单独设计，从而保证将来系统改造时只需对需要改造的某层局部功能改造便可。

结构化：在智能家居系统结构上各个子系统互相配合，形成一个完整的大系统，同时又相对独立，自成体系。

模块化：在各子系统详细设计时，遵循模块化设计思想，尽量将功能模块化，以便以后可以很方便地对各系统的进行扩展和升级，也方便屏蔽局部的故障和系统的维修、维护和管理。在Windows环境下,Windows采用消息驱动和设备统一管理以及利用消息队列进行程序控制。为了实现串口通信,Windows的SDK提供了完备的API函数和以中断方式驱动的通信驱动程序,使编程变得较为容易。VisualC++由于功能强大和应用灵活,同时得到Microsoft系统的最好支持,因此VisualC++经常用作串口通信开发工具。在Win32环境下基于VC++开发串口通信有多种编程方式,本文主要采用MSCOMM控件的方法[5-9]目前模块主要包括：主控模块、电器控制子系统、照明控制子系统、安全控制子系统和网络控制子系统

功能从字面就能理解 控制总体的 声控的照明的 安全防护的和连接网络

2.研究/实现方法及手段

基于WINDOWS系统

以J2ee作为开发平台，运用Eclipse为开发工具，采用ORACLE数据库

第三篇：智能家居的开题报告

燕 山 大

学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：基于单片机

AT89C2051和无线通信模块

nRF2401的智能家居（收）

课题性质：理工类：工程设计

课题来源：自选

学院（系）：信息科学与工程学院 专

业：电子信息工程 年

级：2007级

学生姓名：李兴锁

指导教师：胡正平

2011年3月22日

一、选题的依据和意义（回答课题价值是什么？）

随着电子信息技术和计算机网络技术的发展，让因特网和移动通信乌龙不如地渗透到我们的生活中来，各种无线通信技术的日益成熟给这个新的浪潮起到了推波助澜的作用。而家庭网络的出现和发展为信息社会注入了新的生机和活力，逐渐勾勒出来在科幻小说及电影了才有的智能家居的轮廓。

但是很多现有的智能家居系统都是有线的，无线连接方式只是作为有线连接的补充，这个家庭布线带来很大的不便，而且网络的自动处理能力差。智能家居的发展依赖以网络技术与监控技术在家庭内部的推广，最重要的任务就是选取一个合适的家庭网络平台来搭建智能家居系统。随着传感器即使，半导体制作技术，嵌入式处理技术等的发展，无线传感器网络的研究忽然发展取得了突飞猛进的成果，无线收发设备也有很大的发展。基于这些无线传感器，无线接收发射，嵌入式的应用以及网络技术的深入应用，使智能家居也有了新的发展：无线传输信号，网络化等使得智能家居在应用时更加方便，美观，安全。

基于以上，先选做一个基于基于单片机AT89C2051和无线通信模块nRF2401的智能家居系统。

二、智能家居的发展趋势（（回答课题将来会往哪里走？））

智能家居是具有充满智慧的控制系统，可提供全方位的信息交互功能，优化人们的生活方式，提高家具的安全性，节约各种能源费用。智能家居怎样做到实用，易用，人性化，真正提高人们的生活品质，才是智能家居的发展方向。

智能家居的发展趋势应是具有完善的家庭各个系统的智能控制功能：（1）智能家居防火报警功能是通过接入烟雾探头，瓦斯探头和水浸探头，全天候24小时监控可能发生的火灾，煤气泄漏和溢水漏水，并在发生报警时联动关闭气阀，水阀，为家庭构建坚实的安全屏障。

（2）智能家居的求助报警功能通过智能家居监控器接入各种求助按钮，使得家中遇到紧急情况时通过启动求助按钮快速进行现场报警和远程报警，及时获得各种救援。

（3）智能家居的环境监测功能通过温度传感器和光感应器把实时温度和光线强度及室内湿度值传给智能中心，与设定的温度和光线强度值等比较，调节温度调节装备（空调或换气扇等）和灯光设备或百叶窗等达到想要的室内环 境。

（4）智能家居还可以小区智能系统联网，实现小区智能化控制，更好的为家庭安全提供保障。

总之，随着人们现在生活水平的提高及对家居功能的高级需求不断增加，智能家居平台将会越来越完善，是家居越来越舒适安全。

三、课题研究的内容及要解决的问题（解决问题有哪些方法，你如何选择？）

本课题是基于单片机AT89C2051和无线通信模块nRF2401的智能家居（接收部分）。主要内容是由单片机(AT89C2051)、无线通信模块(nRF2401)、环境监测传感器(门磁开关、红外线传感器、火灾烟感传感器、煤气泄露传感器、玻璃破碎报警器等)和一些外围器件构成，负责家居环境的监测和报警信息的传递。在报警系统网络中，网络节点的主要功能是采集数据，并把数据以无线传输的方式传送给网络中心节点。

课题要解决的问题：用单片机AT89C2051控制无线通信模块nrf2401实现对家居的环境监测及调控，做出接收各种环境监测传感器采集的数据的接收部分，发送到网络节点中。

四、课题研究工作

课题研究的步骤：

（1）复习电路，单片机，c++的专业基础课程。

（2）查找AT89C2051单片机，无线通信模块nrf2401及各种传感器的相关资料，以及相关应用的实例。

（3）搜索本课题的相关研究，学习并比较。与课题联系，做出做好选择。（4）设计电路并完成硬件连接，调试。

（5）编写控制程序，完成软件调试，实现整套系统。（6）课题总结，撰写报告。

五、研究工作进展安排

本次课题设计在本学期内完成，共17周，具体工作安排如下： 第1—4周：熟悉课题内容，搜索相关资料，复习单片机、C语言，电路等相关知识，完成基本的思路设计； 第5—8周：进入实验室，进行电路基本设计，程序编写与调试； 第9—13周：对电路进一步优化，调试； 第14—15周：实验结果整理及总结；

第16—17周：整理整个设计思路，撰写论文，书写课题总结，准备答辩。

六、主要参考文献（这是比较标准的格式）

[1] 朱静.基于AT89C2051单片机的VCN-MIO智能节点模块电路设计.淮阴工学院学报，2010，19（1）：34-38.[2]吴成东，郑君刚，刘大任，谢昆.基于无线传感器网络的智能家居网络技术研究.沈阳建筑大学学报（自然科学版），2005，21（6）:754-756.[3]钟志万.采用AT89C2051设计的家用无线防盗报警器.实验科学与技术，2010，8（1）：60-64.[4]李敏，张毅.基于nrf2401智能家居的自组织网络节点设计.电脑知识与应用，2010，6（7）：1690-1695.[5]陈丽娟，常丹华.基于nrf2401芯片的无线数据通信.电子器件，2006,29（1）：248-280.[6]田景文，席桂清，许秀英.基于单片机的智能家居门禁系统.安徽建筑工业学院报，2004，12（4）：47-49.[7]郭占龙.基于单片机的智能家居控制系统的设计.中文核心期刊，2007,23（22）：23-31 [8]刘鹏，韩中华，王琦.基于单片机的智能家居环境状况监控器.科技广场，2008，98（3）：188-190.[9]吕高.基于STC12L E2052AD和nrf2401模块的无线通信设计.电力学报，2007，22（4）：487-490.[10]陈莉，陶正苏.环境监测无线传感器网络节点的设计.仪表技术与传感器，2008,（10）：8-30.[11]熊珍凯，郭俊铭.基于AT89C2051的远端数据智能测控模块.工业控制计算机，2007,20（2）：29-31.[12]吴国献，朱安丽，朱雷，汪振中.基于MSP430和NRF2401的小区信息自动采集系统的设计与实现.信息化建设，2010,108-124.[13]蔡型，张思全.短距离无线通信技术综述.现代电子技术，2004，（3）：65-76.[14]姜文刚，蔡蓝图.智能家居无线传感器网络的研究.江苏科技大学学报（自 然科学版），2010,24（2）：169-173.[15]张艳红，来清民，王路.基于单片机的无线数据传送系统.河南教育学院学报（自然科学版），2010,19（3）：21-22.七、导师意见：

指导教师（签字）

年 月 日

八、审核意见：

审查结果：

1、通过；

2、完善后通过；

3、未通过

负责人（签字）：

****年**月**日

特别说明：

[1] 格式比较自由，这个是参考，不是要求大家都这样写。

[2] 在阅读文献的基础上写，不是简单的拷贝，而是归纳总结，如果只根据一篇文献写出来的，肯定不是很好的。

[3] 注意内容，注意格式，红字体是我给大家的提示！[4] 态度决定质量。

第四篇：基于ARM的嵌入式智能家居远程监控系统设计.

摘要

科技改变生活，科技为人类带来了更舒适更方便的解决方案，智能家居是现代化科技的体现，智能家居也正是在应人们需求下而产生的。

本设计的内容是设计一个基于ARM的智能家居远程监控系统。整个硬件控制系统有以下模块：控制主机STM32F103VET6、无线短信收发模块GPRS(远程监控的主要模块)、用于显示的LCD1602液晶显示屏(显示测量出来的温湿度值)、测量外部环境温湿度的温湿度传感器DHT11，异步电机28BYJ-48(模拟控制窗帘收放用到的控制器)、蜂鸣器(报警用)、LED灯(模拟室内各种灯)、继电器(模拟室内各种电器的控制开关)。

温湿度传感器测量出来的温湿度数值通过LCD1602来显示，当超过设定的阈值将通过GPRS模块发送警报短信到指定的手机上，同时也可以由手机发送特定短信到GPRS上控制LED灯的亮灭、控制28BJY-48步进电机的正反转、读取当前室内的温湿度并发送回手机上，实现远程监控的。关键词 智能家居；远程监控；GPRS；ARM Abstract Technology has changed life, science and technology has brought to mankind more comfortable and more convenient solution, smart home is a manifestation of modern technology, smart home is also in demand should be generated by people.The content of this thesis is to design a remote monitoring system of smart home based on ARM.The entire hardware control system has the following modules: the host controller STM32F103VET6, wireless SMS transceiver module GPRS(the main module of the remote monitoring), LCD display(to display the temperature and humidity measured values), temperature and humidity sensor,DHT11, be used to measure the external environment temperature and humidity, asynchronous motor 28BYJ-48(analog controller curtain used), a buzzer(alarm), LED light(simulated indoor lamps), a relay(control switch simulation of indoor each kind of electric appliance).The temperature and humidity value measured by the temperature and humidity sensor and displayed by LCD1602, when more than a set threshold an alarm SMS will be sent by GPRS module to the designated mobile phone, but also can be caused by the mobile phone to send a specific message to the GPRS to control LED light, 28BJY-48 stepper motor reversible, read the current indoor temperature and humidity and sent back to the mobile phone.Keywords smart home;remote monitoring;GPRS;ARM II

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摘要.......................................................................................................................I Abstract...............................................................................................................II 第1章 绪论........................................................................................................1 1.1 课题背景..................................................................................................1 1.2国外的发展动态.......................................................................................1 1.3 国内的发展动态......................................................................................2 1.4 本文各章主要安排..................................................................................2 第2章 各个硬件模块的说明............................................................................3 2.1 主控模块..................................................................................................3 2.1.1 STM32的系统架构............................................................................3 2.1.2 STM32F103VET6的内部资源..........................................................4 2.2短信收发模块GPRS................................................................................7 2.3温湿度测量模块.......................................................................................8 2.3.1 DHT11的引脚说明............................................................................8 2.3.2 DHT11的工作原理............................................................................9 2.4 温湿度液晶显示模块LCD1602............................................................11 2.4.1 LCD1602的管脚说明......................................................................12 2.4.2 LCD1602的特性..............................................................................12 2.4.3 LCD1602的基本指令......................................................................12 2.5 收放窗帘模块步进电机28BJY-48.......................................................14 2.5.1 步进电机的工作原理......................................................................14 2.5.2 步进电机的引脚接线......................................................................14 2.6 本章小结................................................................................................15 第3章 硬件系统的设计..................................................................................16 3.1 直流稳压电源的设计............................................................................16 3.2 STM32最小系统的设计........................................................................17 3.2.1电源的供电方案...............................................................................17 3.2.2 晶振电路..........................................................................................17 3.2.3 复位电路..........................................................................................18 III 3.2.4 串口驱动电路...................................................................................18 3.3 步进电机、继电器驱动电路设计.........................................................19 3.4 本章小结.................................................................................................20

第4章 软件程序的设计...................................................................................21 4.1 主函数及TIM2中断服务函数设计......................................................21 4.1.1 主函数及TIM2中断服务函数程序代码........................................21 4.1.2 主函数及TIM2中断服务函数程序流程图....................................23 4.2 GPRS来信中断处理函数设计...............................................................24 来信中断处理函数程序代码.................................................24 4.2.2 GPRS来信中断处理流程图.............................................................26 4.3 GPRS的AT指令....................................................................................27 4.3.1 本设计中用到的AT指令................................................................27 4.3.2 PDU编码...........................................................................................27 4.3.3 AT指令的使用程序设计..................................................................29 4.4本章小结..................................................................................................31 结论.....................................................................................................................32 参考文献.............................................................................................................33 致谢.....................................................................................................................35 附录一 整个硬件系统电路图...........................................................................36 附录二 开题报告说明.......................................................................................37 附录三 文献综述...............................................................................................38 附录四 中期报告...............................................................................................39 附录五 外文文献及其翻译...............................................................................40 附录六 完整的程序代码...................................................................................41 4.2.1 GPRS IV 第1章 绪论 第1章 绪论 1.1 课题背景

随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分——智能家居控制系统也越发显得重要。智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗[1]。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。在科学技术日新月异的今天，智能家居产品也在不断发展寻求突破，用智能的方式缓和、解决社会矛盾，这是本课题的目的及意义所在。1.2国外的发展动态

1984年，世界上第一座智能建筑在美国的康涅迪格州建成，这座意义不一般的智能建筑是对一座旧式大楼在一定程度上的改造而完成的。它只是采用计算机系统对大楼的照明、空调、电梯等设备进行监控，并提供情报资料、语音通信、电子邮件等方面的信息服务。2000年，新加坡大约有5000户家庭采用了这种家庭智能家居化系统，而与此同时，美国采用这种智能家居化系统的用户已高达4万户。目前，在国外的家庭智能化系统技术己经越来越成熟，预计今后，越来越多的新房将会安装具有一定的“智能家居化”功能的系统。于此同时，由于科学技术的发展日益标准化，这些新型智能家居系统将会比世界首富比尔.盖茨耗资六千万美元的高端智能家居别墅便宜得多。

在家居智能化系统研发方面，美国及一些西方国家一直处于领先地位。近年来，以摩托罗拉公司及美国微软公司等为首的一些国外知名企业，先后加入到智能家居系统的研发中。比如:摩托罗拉公司开发出来的“居所之门”、微软公司开发出来的“梦幻之家”、IBM公司开发出来的“家庭主任”等都以日趋成稳的技术霸占家居市场。此外，亚洲国家日本、韩国、新加坡等国 的领头大企业也纷纷致力于家居智能化的研发，对家居市场更是跃跃欲试。1.3 国内的发展动态

1990年后，我国的智能家居化住宅小区日益兴起。我国的智能家居化住宅建筑最早起于广州、深圳和上海等沿海发达城市，并慢慢地向内陆发展。在1997年香港回归时，上海的中皇广场在建设部“97跨世纪住宅小区案竞赛活动”中被建设部科技委员会评为全国首家“智能住宅示范工程”，从此揭开了我国智能家居住宅小区发展的序幕。1999年，建设部住宅产业化办公室、建设部勘察设计司联合组织实施了全国住宅小区智能化技术示范工程，这也标志着我国的智能家居进入了一个新阶段。随着信息化技术日益普，国家经贸委领头成立了家庭信息网络技术委员会，同时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。根据建设部的要求，截止今年，大中城市中50%的住宅要实现智能化[2]。

我国的智能家居建设相对于国外起步比较晚，尚未形成一定的国家标准。国内各大硬、软件企业机构正在积极的研发更为符合市场的智能家居化产品，以解决我国当前智能化设备使用复杂、产品价格昂贵及实用性差等缺点，而技术创新能力也逐渐向国际先进水平靠拢，这样智能家居的未来值得我们期待[3-4]。1.4 本文各章主要安排

本文第二章主要介绍了智能家居控制系统中用到的各个硬件模块，有主控模块STM32F103VET6、GPRS短信收发模块GTM900-B、温湿度测量传感器DHT11、液晶显示屏LCD1602、步进电机28BYJ-48。

第三章主要介绍了硬件系统的设计，重点描述各个功能模块电路图的设计及其功能。

第四章主要介绍了控制系统软件程序的设计，主要有主函数及TIM2中断处理函数的程序设计，GPRS来信中断处理函数的设计以及GPRS的AT指令的PDU编码过程。其中给出了主要程序代码及其程序流程图。第2章 各个硬件模块的说明 第2章 各个硬件模块的说明 2.1 主控模块

本设计整个系统的主控芯片选择的具有ARM内核Cortex-M3的STM32F103VET6。该芯片属于增强型的32位高性能微控制器，具有100引脚和高达512K字节的闪存存储器。2.1.1 STM32的系统架构

STM32VET6的系统架构包含4个驱动单元：Cortex-M3内核Dcode总线、系统总线、通用DMA1和通用DMA2；4个被动单元：内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM、FSMC和AHB到APB的桥。这些单元都是通过一个多级的AHB总线构架相互连接的，如图2-1所示。

ICode: 该总线将闪存指令接口与ARM的Cortex-M3内核的指令总线相连接。指令预取在此总线上完成。

DCode: 该总线将闪存存储器的数据接口和Cortex-M3内核的数据总线相连接(常量加载和调试访问)。

系统总线: 此总线连接Cortex-M3内核的系统总线到总线矩阵，总线矩阵协调着DMA与内核之间的访问。

DMA总线: 此总线将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相联，总线矩阵协调着CPU的DCode和DMA到 内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM和外设的访问。

总线矩阵: 该矩阵协调DMA主控总线与内核系统总线间的访问与仲裁，仲裁采用轮换算法。总线矩阵包含4个驱动部件和4个被动部件。AHB外设通过总线矩阵与系统总线相连，允许DMA访问。

AHB/APB桥(APB): 两个AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速(最高72MHz)。有关连接到每个桥的不同外设的地址映射。在每一次复位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外设都被关闭，在使用一个外设之前，必须设置寄存器RCC_AHBENR来打开该外设的时钟 3

图2-1 STM32系统架构

2.1.2 STM32F103VET6的内部资源

STM32F103VET6的引脚图如图2-2所示。

(1)内核：ARM的32位Cortex-M3微处理器；最高达72MHZ频率，Cortex-M3内部的数据路径是32位的，寄存器是32位的，存储器接口也是32位的。Cortex-M3采用了哈佛结构，拥有独立的Dcode总线和Icode总线，可以让数据访问和取指并行不悖，这样数据访问就不再占用Icode总线，从而提升了工作性能。为实现这个特性，Cortex-M3内部含有好几条总线接口，每条都为自己的应用场合而优化过，并且它们可以并行工作。第2章 各个硬件模块的说明 图2-2 STM32F103VET6引脚图

(2)存储器：512KB的闪存程序存储器；64K字节的静态数据存储器 5

SRAM，它可以以字节、半字(16位)或全字(32位)访问。(3)时钟和电源管理：

(a)三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK)：1)HSI振荡器时钟；2)HSE振荡器时钟；3)PLL时钟。

(b)STM32的工作电压(VDD)为2.0～3.6V，通过内置的电压调节器提供所需的1.8V电源；

(c)独立的A/D转换器供电和参考电压；

(d)一个完整的上电复位(POR)和掉电复位(PDR)电路；(e)可有3种不同工作模式的电压调节器；(f)可编程电压监测器(PVD)。

(4)通用和复用功能I/O(GPIO和AFIO)：5组多功能双向5V兼容的通用I/O端口；可使用复用功能重新映射到其他一些引脚上。

(5)DMA控制器：支持定时器、ADC、SPI、IIC和USART等外设。(6)嵌套向量中断控制器：

(a)有68个可屏蔽中断通道(不包含16个Cortex™-M3的中断线)；(b)16个可编程的优先等级(使用了4位中断优先级)；(c)低延迟的异常和中断处理；(d)电源管理控制；

(e)系统控制寄存器的实现。

(7)模拟/数字转换(ADC)：12位的ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器，它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。

(8)定时器：2个高级控制定时器(TIM1、TIM8)；(a)4个通用定时器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5)；(b)2个基本定时器(TIM6、TIM7)；

(c)一个实时时钟、两个看门狗定时器和一个系统滴答定时器(Systick)。

(9)通用异步收发器(USART)：全双工的，异步通信RZ标准格式；发送和接收共用的可编程波特率，最高达4.5Mbits/s；智能卡模拟功能。6

第五篇：welbellC6智能家居系统

华百安WelbellC6智能家居系统 打造智能美好生活

炎炎的夏日，开着车回家的你，用手机打个电话就可以提前打开家里的空调，让榨汁机准备一杯新鲜的果汁，再让家庭音响准备好你最喜欢的音乐„„

慵懒的冬季，躺在客厅沙发上的你，通过一支遥控器就可以让厨房里的咖啡机煮出一壶热咖啡，让微波炉为你准备一套香喷喷的晚餐„„

小区里再也没有神色紧张的保安，谁家的煤气漏了，发生火灾了，有人闯入了，都已经自动及时地通报到小区的报警服务器„„

华百安告诉您，这里所描述的生活并不是什么奢望，而是科技以服务为本、影响生活、改变生活、创造新的生活方式的最直观体现。

Welbell C6智能家居系统介绍：

华百安自主研发的C6智能家居系统是基于CAN总线技术，通过一系列特定功能的模块化产品，并结合综合布线技术，将家居中的电脑、家电、灯光、背景音乐、电动窗帘、电风扇以及安防和环境探测器等产品构建一个基于CAN总线的智能家居网络管理和控制平台，实现家居的全面控制和有效管理，达到用户居家便利、舒适、安全、节能的目的。

CAN总线通讯介质为双绞线。总线通讯数据包长度采用多字节结构，数据传输具备总线数据侦测、位校验、数据完整性校验功能。平均通讯速率规范为20Kbps。总线具备红外、无线射频、RS232、TCP/IP网络等多种通讯接口。

C6家居网络管理控制产品，不但自身功耗低，还能通过灵活的预置满足用户个性化的生活习惯，同时减少能源浪费，节能效果明显。

主要实用功能：

灯光控制方面

包括手动控制、智能遥控器遥控、定时控制、两地或多地控制、一键式灯光组合效果控制、部分或全部灯光的全开/全关控制、电话/手机的远程控制、电脑控制、互联网远程控制、以及部分区域“人来灯开、人走灯光”的人体感应自动控制等等。

家电万能遥控

家里有不少的家电，包括电视、影碟机、音响、空调、可遥控的电风扇、机顶盒、投影仪等等，每个家电都有自己的遥控器，使用时不得不在好几个遥控器之间换来换去，够麻烦的！现在，在智能住宅中，只需通过一个全能遥控器，不仅可以遥控灯光，还可以遥控全宅的家电设备，非常的方便。

全宅远程控制

全宅灯光、家电可以通过电话/手机语音导航、发送手机短信、电脑和智能手机宽带互联网等多种手段进行远程遥控操作。

全宅音视频共享

智能住宅中的客厅、餐厅、厨房、卧室、书房、盥洗室等多个区域都可以方便地单独享受来自多个音源包括CD机、U盘中的背景音乐或收听电台广播，这是非常愉悦身心的事情！

除了实现全宅的背景音乐共享，智能住宅中还可以实现视频共享。举个简单的例子：在家里的多台电视上都可以同时观看一台DVD中播放的大片。

窗帘门窗遥控

通过手动或遥控可以对电动窗帘或电动门窗进行任意操作，如果系统接入风、光、雨传感器时，电动窗帘和门窗可以根据要求自动开闭；还可以定时预置操作以及与情景模式联动操作开闭。

全宅安全防范

C6智能家居系统中接入相应的探测器，就能实现防盗火灾燃气泄漏监控；出现险情时能够通过电话语音报警或短信及时通知业主，并通过本地的声光设备联动发出警报。当全家外出时，还能够预置度假模式，模拟有人在家来实现防盗。安装有网络摄像机时，还可以进行网络远程监听、拍照录像。

部分产品实物图：

全能遥控器

多功能探测转发器

多功能液晶触控面板功能描述

华百安C6系统多功能触控面板突破了传统智能开关面板的理念，它提供多达5个控制界面，每个界面可以自定义5个控制对象，控制对象可以是系统中的任何灯光、家电、音视频，或一键式情景模式，或者是急救、布防、撤防、灯全开、灯全关等等。而且，每个控制对象均可以以直观的文字或图标表示，完全的个性化，操作交互方面一目了然。可以说，C6多功能触控面板具备了智能终端的功能，全新的设计理念、强大的功能、精美的外观使其在智能家居行业中备受瞩目！

“为客户提供家居生活智能化”是华百安持之以恒的追求！华百安会不断提升智能家居核心技术，将系统平台的产品和功能日益丰富和完善，为人们带来更多安全、舒适、便捷、新奇、有趣的生活体验！环境检测传感

智能音视频交换机

燃气传感电阻屏多功能触控面

OLED电容触控多功能面

强电集中控制模