基于wifi智能家居控制系统的设计【字数：10834】
摘 要智能家居系统(Smart Home System)是以家居环境为平台，利用计算机技术、自动控制技术、网络通信技术等各种技术结合在一起，把与日常有关的家居设备进行设施集成与实时管理，提高日常生活的安全性和便利性。以往的智能家居系统主要由三部分组成家庭局域网、家庭网关、外网。家庭局域网由ZigBee或者其他射频网络把各种家用设备、WIFI智能开关、传感器等连接起来，为所需要的网关提供控制信号和网络信息。其中家庭网关是整个设计系统的核心部分，它的主要功能是实现全局控制和与外网的通信。以Android智能手机作为家居控制终端，在FPGA发板上设计基于NIOS II的片上系统作为网络互联接口，然后通过WIFI无线通信方式实现智能家居终端与家电的连接，这样就能成功的对家居设备进行智能控制了。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景、目的及意义 1
1.2课题研究发展现状分析 2
1.3课题设计内容及要求 3
第二章 系统的总体设计 3
2.1系统架构 3
2.2系统各模块 4
2.3设计方案 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1主控芯片STC12C5A60S2单片机介绍 5
3.2 家用电器的控制方法 7
3.2.1 智能灯控制 7
3.2.2 继电器的驱动 8
3.2.3传感器模块简介 8
3.3 WIFI开关设计的基本组成 10
3.4 WIFI通信模块 12
3.4.1 ESP8266模块简介 12
3.4.2 ESP8266模块的内部结构介绍 12
3.4.3 ESP8266硬件电路设计 15
3.4.4 ESP8266模块的主要功能 16
第四章 系统的软件设计 16
4.1软件设计模块 17
4.2系统主程序的设计 17
第五章 硬件与软件的调试 21
5.1 调试思想 21
5.2 硬件调试 21
5.2.1 手机APP调试 21
5.2. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2 智能家居控制系统硬件调试 23
5.3软件调试 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 部分源程序 27
第一章 绪论
1.1课题研究背景、目的及意义
随着人工智能科技的迅猛发展，WIFI智能家具得到了广泛的运用，它已经遍及我们日常生活的方方面面，例如计算机领域、通信领域、信号处理、人工智能等，深受大众的喜爱。在日常生活中，我们随时都可能会接触到WIFI智能控制系统，例如我们手机中的语音输入系统(苹果手机的siri、小米手机的小爱同学等)、Windows系统中的语音模块(Cortana)等。用手机控制来代替手动操作机器的繁琐过程，这说明它正在一步步改变我们的生活，提高我们的日常生活质量。WIFI控制技术也广泛的应用于智能家具等设备，其地位和应用前景将会受到越来越多年轻人的喜爱，并且它对于改变人类的生活质量有着促进作用。
意义是以单片机、语音控制系统为核心，具有数字化、智能化、高精度的新型高科技设备。智能家居是将家庭生活中各类通讯设备、日常生活电器和安防装备组成一个人工智能化体系，方便对这些机器设备进行监管、控制和通信交流，这样就能达到一个安全、舒适、高质量的生活环境。本次设计的智能家居系统，将 ZigBee、WiFi和云服务器集群三种技术相结合，设计出一种三层架构的智能家居系统，能够很好的解决上述问题。尽管家具智能系统有着很大的优点，但却没有能普及到千家万户，因为其高昂的价格、不通人性的设置使其没有能发挥出它的作用来。所以本次课题的研究从人性化和个性化来入手，使智能家具系统在未来凸显出越来越大的作用，得到全世界的认可。
1.2课题研究发展现状分析
?智能家具系统在经历了长久的发展之后，主要分为了三个阶段：
第一阶段为家庭电子化阶段，在这一阶段的家具往往呈现单个的独立存在，彼此之间并没有形成网络的联系，也没有语言功能的交流。
第二阶段为住宅自动化阶段，在这一阶段的家具有一些已经具备的自动化的功能，甚至其中一部分家具能形成简单的网络联系，能执行比较简单的功能，比如定时提醒，查抄电表和水表等等。
第三阶段为家具智能化阶段，在这一阶段的家具都拥有了自动化的功能，系统通过总线把各种家用电器、通讯工具和家用安防装置连接到一起进行统一管理和监控，给我们提供了生活、学习、工作和游戏的各种便捷，使家居生活越来越舒适、方便和安全。
（1）国外智能家具的发展现状
在国外，智能家具系统的研究一直处于国际领先的位置，尤其以美国和欧洲较为突出。智能家具行业的发展前景广阔，吸引了众多资本加入智能化行业之中。包括传统的做硬件的企业、房地产企业、互联网技术企业等等，都利用自己的特长和优势来发展属于自己的智能化产品。比如微软公司就研究出了“梦幻之家”、手机行业的摩托罗拉企业也研制出了“居所之门”、IBM公司开发的“家庭主任”等。各类大公司，大企业的资金和技术的投入使得智能家具系统的发展越来越快，越来越好。当前市场上的主要智能家具系统主要有三种，比较常用的是美国的X10系统、德国的EIB系统和新加坡的8X系统。
（2）国内智能家具的发展现状
在国内，由于科学技术和互联网技术的发展限制，智能化程度起步较晚，且和国外的智能化相比，也存在着一定的差距。目前也只是在上海，北京、香港和深圳等一些人口众多，经济发展较为出色的城市中有所起色。当前国家正在大力发展互联网智能化，由沿海向内陆普及，有70%的用户已经拥有手机、电脑等上网设备，正在向住宅智能化的目标前进。
我们对于智能家具系统还没有形成国家规定的标准，大部分企业都是采用的国外的技术。但也有一些独立自主、自力更生的企业。目前只要有两种，海尔的e家庭系统和清华同方的ehome系统。
（3）发展趋势
由于智能化尚未普及，在国际上对于智能家具系统还缺乏一个明确的标准，许多公司的研发产品都是基于自己的网络和信息交换协议，针对特定的环境开发生产的，没有技术之间的交流，使得产品的使用有很大的局限性。智能化家具系统的出现必将推动住宅智能化的发展，使得家具产品能够平民化、简单化、集成化、高效化的使用，使我们真正享受到舒适的家居生活。
1.3课题设计内容及要求
本课题设计了基于51单片机的WIFI智能家具系统，主要设计了对家具中的LED灯、风扇、烟雾、温度等信息的监测和控制。具体内容实现如下：
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景、目的及意义 1
1.2课题研究发展现状分析 2
1.3课题设计内容及要求 3
第二章 系统的总体设计 3
2.1系统架构 3
2.2系统各模块 4
2.3设计方案 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1主控芯片STC12C5A60S2单片机介绍 5
3.2 家用电器的控制方法 7
3.2.1 智能灯控制 7
3.2.2 继电器的驱动 8
3.2.3传感器模块简介 8
3.3 WIFI开关设计的基本组成 10
3.4 WIFI通信模块 12
3.4.1 ESP8266模块简介 12
3.4.2 ESP8266模块的内部结构介绍 12
3.4.3 ESP8266硬件电路设计 15
3.4.4 ESP8266模块的主要功能 16
第四章 系统的软件设计 16
4.1软件设计模块 17
4.2系统主程序的设计 17
第五章 硬件与软件的调试 21
5.1 调试思想 21
5.2 硬件调试 21
5.2.1 手机APP调试 21
5.2. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2 智能家居控制系统硬件调试 23
5.3软件调试 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 部分源程序 27
第一章 绪论
1.1课题研究背景、目的及意义
随着人工智能科技的迅猛发展，WIFI智能家具得到了广泛的运用，它已经遍及我们日常生活的方方面面，例如计算机领域、通信领域、信号处理、人工智能等，深受大众的喜爱。在日常生活中，我们随时都可能会接触到WIFI智能控制系统，例如我们手机中的语音输入系统(苹果手机的siri、小米手机的小爱同学等)、Windows系统中的语音模块(Cortana)等。用手机控制来代替手动操作机器的繁琐过程，这说明它正在一步步改变我们的生活，提高我们的日常生活质量。WIFI控制技术也广泛的应用于智能家具等设备，其地位和应用前景将会受到越来越多年轻人的喜爱，并且它对于改变人类的生活质量有着促进作用。
意义是以单片机、语音控制系统为核心，具有数字化、智能化、高精度的新型高科技设备。智能家居是将家庭生活中各类通讯设备、日常生活电器和安防装备组成一个人工智能化体系，方便对这些机器设备进行监管、控制和通信交流，这样就能达到一个安全、舒适、高质量的生活环境。本次设计的智能家居系统，将 ZigBee、WiFi和云服务器集群三种技术相结合，设计出一种三层架构的智能家居系统，能够很好的解决上述问题。尽管家具智能系统有着很大的优点，但却没有能普及到千家万户，因为其高昂的价格、不通人性的设置使其没有能发挥出它的作用来。所以本次课题的研究从人性化和个性化来入手，使智能家具系统在未来凸显出越来越大的作用，得到全世界的认可。
1.2课题研究发展现状分析
?智能家具系统在经历了长久的发展之后，主要分为了三个阶段：
第一阶段为家庭电子化阶段，在这一阶段的家具往往呈现单个的独立存在，彼此之间并没有形成网络的联系，也没有语言功能的交流。
第二阶段为住宅自动化阶段，在这一阶段的家具有一些已经具备的自动化的功能，甚至其中一部分家具能形成简单的网络联系，能执行比较简单的功能，比如定时提醒，查抄电表和水表等等。
第三阶段为家具智能化阶段，在这一阶段的家具都拥有了自动化的功能，系统通过总线把各种家用电器、通讯工具和家用安防装置连接到一起进行统一管理和监控，给我们提供了生活、学习、工作和游戏的各种便捷，使家居生活越来越舒适、方便和安全。
（1）国外智能家具的发展现状
在国外，智能家具系统的研究一直处于国际领先的位置，尤其以美国和欧洲较为突出。智能家具行业的发展前景广阔，吸引了众多资本加入智能化行业之中。包括传统的做硬件的企业、房地产企业、互联网技术企业等等，都利用自己的特长和优势来发展属于自己的智能化产品。比如微软公司就研究出了“梦幻之家”、手机行业的摩托罗拉企业也研制出了“居所之门”、IBM公司开发的“家庭主任”等。各类大公司，大企业的资金和技术的投入使得智能家具系统的发展越来越快，越来越好。当前市场上的主要智能家具系统主要有三种，比较常用的是美国的X10系统、德国的EIB系统和新加坡的8X系统。
（2）国内智能家具的发展现状
在国内，由于科学技术和互联网技术的发展限制，智能化程度起步较晚，且和国外的智能化相比，也存在着一定的差距。目前也只是在上海，北京、香港和深圳等一些人口众多，经济发展较为出色的城市中有所起色。当前国家正在大力发展互联网智能化，由沿海向内陆普及，有70%的用户已经拥有手机、电脑等上网设备，正在向住宅智能化的目标前进。
我们对于智能家具系统还没有形成国家规定的标准，大部分企业都是采用的国外的技术。但也有一些独立自主、自力更生的企业。目前只要有两种，海尔的e家庭系统和清华同方的ehome系统。
（3）发展趋势
由于智能化尚未普及，在国际上对于智能家具系统还缺乏一个明确的标准，许多公司的研发产品都是基于自己的网络和信息交换协议，针对特定的环境开发生产的，没有技术之间的交流，使得产品的使用有很大的局限性。智能化家具系统的出现必将推动住宅智能化的发展，使得家具产品能够平民化、简单化、集成化、高效化的使用，使我们真正享受到舒适的家居生活。
1.3课题设计内容及要求
本课题设计了基于51单片机的WIFI智能家具系统，主要设计了对家具中的LED灯、风扇、烟雾、温度等信息的监测和控制。具体内容实现如下：
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/659.html
