智能家居控制系统研究与设计(附件)【字数：9664】
摘 要社会的发展极大地改变了人们的生活观念，也给传统的住房带来了巨大的挑战。人们对居住环境的要求不仅是为了稳定的居住空间，也是为了营造一个安全、方便、舒适，并且绿色环保的生活环境。本文从智能家居环境监测角度出发，设计一款智能家居控制系统，并通过MCGS软件设计一个智能家居移动控制终端，硬件电路由单片机模块，液晶屏模块，温湿度模块，CO传感器模块，AD转换模块，按键电路模块和声光报警模块组成，采用单片机STC89C52作为控制芯片，温湿度传感器和气体传感器采集室内环境的数据，并将信息发送到处理中心，并在LCD液晶屏显示当前的温度和湿度和空气质量浓度，从而控制整个系统的实时监控。其中，详细介绍了各种传感器模块和重要组成元器件的组成和功能。通过软硬件的配合，保证整个系统的完美运行，达到智能控制的效果。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2国内外研究发展现状 2
1.3课题研究的内容 2
第二章 智能家居移动控制终端 3
2.1MCGS嵌入版介绍 3
2.2智能家居移动控制终端设计 3
2.3工程调试运行 5
第三章 系统设计方案及总体框架 9
3.1设计方案 9
3.1.1单片机芯片的选择 9
3.1.2温湿度传感器的选择 9
3.1.3气体检测传感器的选择 9
3.2总体框架设计 10
第四章 硬件系统设计 11
4.1单片机最小系统 11
4.1.1单片机STC89C52模块 11
4.1.2时钟电路 11
4.1.3复位电路 12
4.2 1602液晶屏显示模块 12
4.3温湿度传感器模块DTH11 13
4.4气体传感器MQ9 16
4.5 AD模数转化模块 17
4.6按键电路模块 17
4.7声光报警模块 18
第五章 系统软件设计 19
5.1编程语言的选择 19
5.2温湿度检测模块 19
5.3气体质量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
检测模块 20
第六章 系统安装与调试 22
6.1电路焊接准备 22
6.2烧录程序 22
6.3调试运行结果 23
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录A整体电路原理图 29
附录B元器件清单 30
附录C源程序 31
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
伴随着近些年来物联网技术的快速发展，智能家居走进了人们的视线。物联网技术的应用和实施，我们可以在家中连接各种设备，比如说控制电视、空调的开关，远程遥控室内或室外的灯具的亮或灭，室内外监控，人体红外感应和防盗报警结合使得住宅安全程度大大提高，环境温湿度监测可以给住户带来舒适的居住环境。以上的种种，都是传统的住宅所没有的功能。而且智能家居还同时有着网络化通信、信息化家电、自动化设备，并具有绿色环保的功能，并提供各种信息。
智能家居的意义，我将从实际生活和现实发展来展开。智能家居产生的最终目的说白了就是改变和方便人们的生活方式，只需要一部手机或者终端控制器就可以远程遥控家中的灯光，门禁，空调等等，极大程度上提高了生活和工作效率。另一方面，促进了其他一些相关行业产业链的发展，致使房地产产业，装修产业，安防产业以及家用电器产业的不断升级，不断优化，可以说是提高社会科学与生产技术的发展。
1.2国内外研究发展现状
“智能家居”是一种新兴产业，大概在90年代进入国内市场，初期由于技术不够成熟，成本很高，致使国内市场很难打开，导致智能家居处于引进和成长的警戒点。虽然消费者的对于智能家居还没有足够的认识，但由于智能家居的市场地逐步扩散，消费者的使用习惯的变化也随之发生了变化，可以说智能家居的前景未来是不可估量的。国内一些科技生产企业越来越重视关注智能家居的研究如海尔小米等，尤其是对市场和客户的需求有着深刻的研究，致使国内优秀智能家居企业迅速发展，逐渐成为了智能产业的领导者。在十二年的发展中，智能家居乘风破浪，知难而上，从大脑中的想象到现实生活，智能家居经历了一个困难的路程。
与国内不同，由于智能家居这一概念率先由美国的一家科技公司提出，起步比国内块，并于1984年建造出了全球首款智能家居建筑，因此国外市场要比国内市场更加繁荣，尤其是在一些发达国家如美国，新加坡等，更诞生了一些全球著名的智能家居公司如霍尼韦尔，快思聪等。以美国为例，2016年美国智能家居市场为97亿美元，是中国的近20倍，并以每年30亿美元在不断增长。在市场普及率上是更是达到了5.8%，远远超过了中国和其他一些发达国家。
1.3课题研究的内容
本课题的研究重点在于设计出一个智能家居控制系统以此来实现对室内环境的温度、湿度及有害气体的实时监测。我采用了LCD液晶显示屏和声光报警模块，结合温湿度检测和CO浓度监测。因此，人体的安全指数在一定程度上有所提高。
⑴为了了解家庭环境中的温度和湿度的生活指数，了解室内环境对人们生活的影响，查阅和研究各种相关资料，以及各种控制方案并确定最合适的方案；
⑵DHT11温湿度传感器监测室内温湿度，并将测得的数据发送给单片机；
⑶气体传感器MQ9采集空气中CO的浓度并将数据通过过ADC0832转换芯片发送给单片机；
⑷单片机将DHT11和MQ9传输过来的信号进行转换，并将温湿度值和CO的浓度值的发送到LCD上；
⑸在LCD1602液晶屏显示室内温湿度和CO的数据；
⑹当测得室内温湿度低于设置温湿度的最小值，或大于设置温湿度的最大值，或当测得室内的CO浓度超出阈值时，二极管发出红光，蜂鸣器鸣叫。 第二章 智能家居移动控制终端
2.1MCGS嵌入版介绍
MCGS嵌入版是由北京昆仑通态公司研发的一种组态软件系统，用来上位机监控系统和快速组态软件，该软件合理的菜单结构设计以及完整的功能组合，使得用户可以使用菜单方便、快捷的组建工程。通过采集现场的数据并进行处理分析，以动画显示，表格记录数据，指示灯报警等各种方式来实时监测现场的环境数据，使得MCGS在智能监测行业有着广泛的应用。MCGS嵌入版还自带一个模拟运行环境，可以通过运行环境来检测动态组建是否成功，各窗口之间是否能衔接的上。MCGS嵌入版操作简单，有着灵活多变的设计方案，同时兼容各种网络通讯方式，MCGS系统采用模块化开发，具有很好的可维护性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2国内外研究发展现状 2
1.3课题研究的内容 2
第二章 智能家居移动控制终端 3
2.1MCGS嵌入版介绍 3
2.2智能家居移动控制终端设计 3
2.3工程调试运行 5
第三章 系统设计方案及总体框架 9
3.1设计方案 9
3.1.1单片机芯片的选择 9
3.1.2温湿度传感器的选择 9
3.1.3气体检测传感器的选择 9
3.2总体框架设计 10
第四章 硬件系统设计 11
4.1单片机最小系统 11
4.1.1单片机STC89C52模块 11
4.1.2时钟电路 11
4.1.3复位电路 12
4.2 1602液晶屏显示模块 12
4.3温湿度传感器模块DTH11 13
4.4气体传感器MQ9 16
4.5 AD模数转化模块 17
4.6按键电路模块 17
4.7声光报警模块 18
第五章 系统软件设计 19
5.1编程语言的选择 19
5.2温湿度检测模块 19
5.3气体质量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
检测模块 20
第六章 系统安装与调试 22
6.1电路焊接准备 22
6.2烧录程序 22
6.3调试运行结果 23
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录A整体电路原理图 29
附录B元器件清单 30
附录C源程序 31
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
伴随着近些年来物联网技术的快速发展，智能家居走进了人们的视线。物联网技术的应用和实施，我们可以在家中连接各种设备，比如说控制电视、空调的开关，远程遥控室内或室外的灯具的亮或灭，室内外监控，人体红外感应和防盗报警结合使得住宅安全程度大大提高，环境温湿度监测可以给住户带来舒适的居住环境。以上的种种，都是传统的住宅所没有的功能。而且智能家居还同时有着网络化通信、信息化家电、自动化设备，并具有绿色环保的功能，并提供各种信息。
智能家居的意义，我将从实际生活和现实发展来展开。智能家居产生的最终目的说白了就是改变和方便人们的生活方式，只需要一部手机或者终端控制器就可以远程遥控家中的灯光，门禁，空调等等，极大程度上提高了生活和工作效率。另一方面，促进了其他一些相关行业产业链的发展，致使房地产产业，装修产业，安防产业以及家用电器产业的不断升级，不断优化，可以说是提高社会科学与生产技术的发展。
1.2国内外研究发展现状
“智能家居”是一种新兴产业，大概在90年代进入国内市场，初期由于技术不够成熟，成本很高，致使国内市场很难打开，导致智能家居处于引进和成长的警戒点。虽然消费者的对于智能家居还没有足够的认识，但由于智能家居的市场地逐步扩散，消费者的使用习惯的变化也随之发生了变化，可以说智能家居的前景未来是不可估量的。国内一些科技生产企业越来越重视关注智能家居的研究如海尔小米等，尤其是对市场和客户的需求有着深刻的研究，致使国内优秀智能家居企业迅速发展，逐渐成为了智能产业的领导者。在十二年的发展中，智能家居乘风破浪，知难而上，从大脑中的想象到现实生活，智能家居经历了一个困难的路程。
与国内不同，由于智能家居这一概念率先由美国的一家科技公司提出，起步比国内块，并于1984年建造出了全球首款智能家居建筑，因此国外市场要比国内市场更加繁荣，尤其是在一些发达国家如美国，新加坡等，更诞生了一些全球著名的智能家居公司如霍尼韦尔，快思聪等。以美国为例，2016年美国智能家居市场为97亿美元，是中国的近20倍，并以每年30亿美元在不断增长。在市场普及率上是更是达到了5.8%，远远超过了中国和其他一些发达国家。
1.3课题研究的内容
本课题的研究重点在于设计出一个智能家居控制系统以此来实现对室内环境的温度、湿度及有害气体的实时监测。我采用了LCD液晶显示屏和声光报警模块，结合温湿度检测和CO浓度监测。因此，人体的安全指数在一定程度上有所提高。
⑴为了了解家庭环境中的温度和湿度的生活指数，了解室内环境对人们生活的影响，查阅和研究各种相关资料，以及各种控制方案并确定最合适的方案；
⑵DHT11温湿度传感器监测室内温湿度，并将测得的数据发送给单片机；
⑶气体传感器MQ9采集空气中CO的浓度并将数据通过过ADC0832转换芯片发送给单片机；
⑷单片机将DHT11和MQ9传输过来的信号进行转换，并将温湿度值和CO的浓度值的发送到LCD上；
⑸在LCD1602液晶屏显示室内温湿度和CO的数据；
⑹当测得室内温湿度低于设置温湿度的最小值，或大于设置温湿度的最大值，或当测得室内的CO浓度超出阈值时，二极管发出红光，蜂鸣器鸣叫。 第二章 智能家居移动控制终端
2.1MCGS嵌入版介绍
MCGS嵌入版是由北京昆仑通态公司研发的一种组态软件系统，用来上位机监控系统和快速组态软件，该软件合理的菜单结构设计以及完整的功能组合，使得用户可以使用菜单方便、快捷的组建工程。通过采集现场的数据并进行处理分析，以动画显示，表格记录数据，指示灯报警等各种方式来实时监测现场的环境数据，使得MCGS在智能监测行业有着广泛的应用。MCGS嵌入版还自带一个模拟运行环境，可以通过运行环境来检测动态组建是否成功，各窗口之间是否能衔接的上。MCGS嵌入版操作简单，有着灵活多变的设计方案，同时兼容各种网络通讯方式，MCGS系统采用模块化开发，具有很好的可维护性。
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