物联网技术的远程家电控制系统设计

引言
目录
一、 引言 1
（一） 物联网远程家电控制系统的发展背景 1
（二） 物联网远程家电控制系统的发展现状 1
（三） 主要内容 1
二、 系统的总体方案设计 3
（一） 物联网技术发展概况 3
（二） 物联网远程家电控制系统网络拓扑结构 3
（三） 物联网远程家电控制系统的方案设计 4
三、 系统硬件设计 4
（一） 物联网远程家电控制系统的主控电路设计 4
1. STM32F103C8T6微处理器简介 4
2. 最小系统电路设计 5
（二） 控制动作提示音输出电路设计 6
（三） 嵌入式以太网通信电路设计 6
1. 嵌入式以太网模块简介 6
2. 嵌入式以太网通信电路设计 7
（四） 家电控制节点设计 7
四、 系统软件设计 9
（一） 物联网远程家电控制系统的主程序流程设计 9
（二） 控制动作提示音流程设计 10
（三） 嵌入式以太网模块流程设计 10
（四） 家电控制流程设计 11
五、 仿真系统设计 13
总结与展望 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
物联网远程家电控制系统的发展背景
本论文将以“物联网远程家电控制系统的配置”作为研究课题，设计一款可以实现各个预期功能指标的电子系统出来，在此之前本文必须对这类控制系统的发展历程和目前国际上所取得的研究成果做一个简介。在物联网远程家电控制系统的发展背景中一共出现了两大种外形的物联网远程家电控制系统，其中第一种是较早期的简易系统，而第二种则是微处理器技术完善之后才出现的以主控芯片等典型处理器当作主控的智能系统。物联网远程家电控制系统在很早以前就早已出现在人类社会了，其初期版本乃至可能尚不能够称作是一个系统，这是因为它不单单功 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072# 
能简陋而且与电子系统的概念还相差甚远。
物联网远程家电控制系统的发展现状
如今国内外对物联网远程家电控制器系统的研发虽然完成了较为大的收获，然而在系统运行过程中所产生的参数精度上还不是非常高，要想实现高精度结果的输出，国际上相关研究小组还需要走很长一段路。国际上的许多相关企业和高校研究小组都正在投入大量精力对物联网远程家电控制器系统进行研究，通过他们的大力研究以及对物联网远程家电控制器系统的持续推广，现如今高性能的物联网远程家电控制系统已经完成了普及与此同时成本完成了大幅度下降，现在近似所有系统都在使用控制芯片等微处理器芯片来作为主控核心。目前国内外都在做的一件事是如何压缩物联网远程家电控制系统的总体功耗，这含有对系统内部主控运行频率、传感器选型以及工作方式等关键部分的控制，这是由于嵌入式物联网远程家电控制系统将要解决的关键问题即为如何完成最低的功率消耗。
主要内容
本课题主要设计了一款物联网智能家电控制系统，实现了对家电的远程控制，能够通过物联网技术对家中电气进行远程控制的系统，用户可以通过登录浏览器对电气进行远程的状态查询和控制，实现对电视、空调和电冰箱的工作启动和关闭，下列内容为本课题将要设计的指标和功能。
选择意法半导体公司的STM32F103微处理器作为主控芯片，通过外部的晶振电路和复位电路的配置，实现这种微处理器的最小系统电路，并且能够通过这个电路实现对ESP8266型嵌入式以太网模块、继电器开关灯模块进行驱动。
选择ENC28J60型以太网集成模块作为网络通信电路部分，通过STM32微处理器的控制，能够将家电的启闭状态通过网页形式进行传输，并且显示在用户的浏览器上。
设计继电器驱动电路，能够将用户发出的指令生成高低电平信号用于控制继电器的启闭，从而实现家电的开合关两种状态。
系统的总体方案设计
物联网技术发展概况
物联网技术是近些年来伴随着嵌入式以太网、Wifi无线通信技术、嵌入式以太网以及Zigbee等通信技术发展起来的，它的主要目的是能够做到物物相连.实现组网内的各智能仪器都能够实现数据的联系以及共享等目标，它能够实现人们对于家中家电的远程控制，将多个家电的控制方法与嵌入式以太网进行相连，使得每一个不同的家电在互联网上都能有一个特殊意义的编号，用户可以通过登录互联网来操纵家中电器的工作，图1所示是一种典型的物联网家电控制系统。


图1 物联网家电控制系统
物联网远程家电控制系统网络拓扑结构
物联网家电控制系统的拓扑结构常常按图2中的方式进行构建，即将每一个家电作为一个控制节点，主控器件能够通过有线方式或者无线方式与这些节点进行连接，从而实时获取到每个电器的工作情况，最终通过以太网技术将每个家电的工作状态和参数送入互联网络中。

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