基于stm32的家居安防系统设计与测试(附件)【字数：7675】
/摘 要智能家居安全防护系统是一个可靠、有效的家庭安全保障系统。本课题主要研究并开发设计了一种以STM32F103C8板为核心的智能家居防护系统。本设计由安防系统和远程监控这两个重要的部分组成。该设计中安防系统部分是利用温度、人体红外、烟雾检测等传感器对用户的住宅进行实时的监控观测,并利用lcd液晶屏及时显示住宅的情况,然后利用GSM模块把监控观测到的异常信号用短信的形式发送到用户的手机上进行报警,以此提高住宅的安全系数。远程监控部分是将各类传感器检测到的数据通过以太网模块传输到云端,用户在联网的情况下可以随时随地的通过电脑或者手机登录yeelink云平台,随时监控住宅内的情况。本设计秉承着价格亲民、实用可靠的设计理念，利用物联网和嵌入式系统两种技术进行设计。
目录
一、绪论 1
（一）课题背景及研究的目的和意义 1
（二）国内外研究现状 2
（三）论文研究目的和主要内容 2
二、方案设计 4
（一）总设计方案 4
（二）系统的设计原则 5
（三）主要模块的选用方案 6
三、系统硬件模块工作原理分析 7
（一）主控芯片电路 7
（二）核心传感器模块工作原理详述 7
（三）其他外设模块 9
（四）JLINK仿真器的介绍 10
四、软件设计 11
（一）编程软件 11
（二）画图软件 11
（三） HCSR501模块程序 12
（四）BEEP和GAM模块程序 13
（五） TFTLCD模块程序 14
五、系统实现与测试 14
总结 17
参考文献 18
致谢 18
一、绪论
（一）课题背景及研究的目的和意义
人们的生活条件随着科技的快速发展和时代的发展也有了显著的改善。特别是房屋的舒适度与安全性，对此人们有了更深层次的追求。如今国内智能家居已经悄然兴起。智能家居是把智能家居系统当作一个平台，将家中各种各样的电器设备都通过家庭网络连接到一起，能够让用户通过云平台进行电器设备的控制与操作。< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 智能家居(Smart Home)不仅有普通家居所具有的传统的居住功能，还有人机交互功能，成功的用机器代替了人力，减少了人力的消耗。“照明或能源”与“控制和安全”在智能家居的众多用途里是最为常见的两种。与传统的人力安防系统对比，智能家居安防系统具有便利、智能等明显的优势，能够更好的达到当今社会对安全的需求。由于国内市场起步较晚，所以还有很多的方面都需要发展。
国内外研究现状
国外很早时就已经存在智能家居的概念了，1984年美国建成了第一栋智能建筑，1988年组织制定了《家庭自动化系统与通讯标准》，此时的美国大约已经有4万左右的家庭安装了智能家居管理系统。美国不但建造了最早的智能化小区，而且迄今为止世界上最大的智能化住宅群也在那里。根据上述资料我们了解到：美国智能家居的发展名列前茅，它对全世界的智能化产业发展作出的贡献是巨大的。国外的智能家居行业虽然已经有了好几十年的发展历史，但是目前依然还是有很广阔的发展前景的。智能家居行业所拥有的发展前景是我们绝对不能忽视的。
与国外的智能家居行业对比而言，我国智能家居行业起步有些迟，但发展速度很快。80年代末90年代初，中国首座智能建筑即发展大厦，在北京诞生了。20世纪90年代末，我国的智能家居行业开始兴起，越来越多的电子产品走进我们的生活中。1997年初步确定我国家用电器设计要满足的五项要求是：安全，适用，通讯，信息服务和智能系统化。随着信息技术的迅猛发展和日益普及，家居智能化在未来必然会成为不可或缺的一部分，现如今我国政府和房地产产业的开发商们都注意到了智能家居的发展前景，都非常重视智能住宅的开发和规划，并积极进行市场的开拓。
（三）论文研究目的和主要内容
本人本着价格亲民、实用可靠的宗旨进行了这个安防系统的设计，本设计包含了温度采集、人体红外检测、烟雾检测的功能，可通过GSM模块发送短信报警并利用yeelink云平台实现远程监控的功能。STM32单片机不但性能高而且成本和功耗都很低，还可以和很多种外部设备相连接。通过温度、人体红外和烟雾检测等传感器来监控及观测住宅的情况，保证住宅的安全。利用GSM模块把监控观测到的异常信号用短信的形式发送到用户的手机上进行报警。同时，利用以太网把系统得到的信息传给云端，用云端进行数据信息的记录，用户可在任何有网的时候通过电脑或者手机登录云平台了解住宅的实时情况。
本课题是基于STM32F103开发板进行设计的智能家居安防系统和远程监控系统，可以让用户在联网的情况下随时随地的监控及观测到住宅的情况，并在出现异常的时候向用户的手机发送短信进行报警。本文各部分的内容概括如下：
第一章是绪论，其主要介绍了本文的选题背景及研究本课题的目的与意义，关于智能家居的国内外研究现状和本论文的大纲。
第二章是方案设计，详细介绍了本课题的设计方案和宗旨，以及主要模块的选用。概述了一些产品相关的介绍与选择原因。
第三章是硬件部分的工作原理及分析，分别介绍了主要模块和外设模块的工作原理并进行了分析。还介绍了本设计中所用到的仿真器。
第四章是软件设计部分，首先介绍了本论文中编程和画图所用到的软件，还有各模块的程序设计。
第五章是系统的测试，展示了本设计中每个检测模块运行的结果，以及远程监控的界面。
最后是自己写本篇论文的感受与收获，对整个写作过程做总结。
二、方案设计
（一）总设计方案
本课题是基于STM32F103开发板进行设计的智能家居安防系统和远程监控系统，可以使用户实现对住宅情况的远程实时监控及观测，还可以在发生异常情况时发送短信给用户进行报警。这整个系统通过温度、人体红外和烟雾等传感器来监控并检测住宅的情况，利用GSM模块把监控观测到的异常信号用短信的形式发送到用户的手机上进行报警。同时，利用以太网把系统得到的信息传给云端，用云端进行数据信息的记录，用户可在任何有网的时候通过电脑或者手机登录云平台了解住宅的实时情况。
综合这些要求，分析并画出了本设计整体的系统框架如图 21 所示：
/
图21 方案设计图
整个系统的设计框架如图 22 所示：
/
图 22 系统总体结构体系
（二）系统的设计原则
本文意在设计一个价格亲民、实用可靠的智能化家庭安全防范系统。智能家居安防系统能否普及，关键在于成本到性能等多方面的综合因素。比如他的成本能不能让大多数家庭承受的起；功能是不是能让人们在生活中感到实用；日后的维护可不可以让用户更加的放心。基于以上的几点，我列出了以下几项设计原则：
目录
一、绪论 1
（一）课题背景及研究的目的和意义 1
（二）国内外研究现状 2
（三）论文研究目的和主要内容 2
二、方案设计 4
（一）总设计方案 4
（二）系统的设计原则 5
（三）主要模块的选用方案 6
三、系统硬件模块工作原理分析 7
（一）主控芯片电路 7
（二）核心传感器模块工作原理详述 7
（三）其他外设模块 9
（四）JLINK仿真器的介绍 10
四、软件设计 11
（一）编程软件 11
（二）画图软件 11
（三） HCSR501模块程序 12
（四）BEEP和GAM模块程序 13
（五） TFTLCD模块程序 14
五、系统实现与测试 14
总结 17
参考文献 18
致谢 18
一、绪论
（一）课题背景及研究的目的和意义
人们的生活条件随着科技的快速发展和时代的发展也有了显著的改善。特别是房屋的舒适度与安全性，对此人们有了更深层次的追求。如今国内智能家居已经悄然兴起。智能家居是把智能家居系统当作一个平台，将家中各种各样的电器设备都通过家庭网络连接到一起，能够让用户通过云平台进行电器设备的控制与操作。< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 智能家居(Smart Home)不仅有普通家居所具有的传统的居住功能，还有人机交互功能，成功的用机器代替了人力，减少了人力的消耗。“照明或能源”与“控制和安全”在智能家居的众多用途里是最为常见的两种。与传统的人力安防系统对比，智能家居安防系统具有便利、智能等明显的优势，能够更好的达到当今社会对安全的需求。由于国内市场起步较晚，所以还有很多的方面都需要发展。
国内外研究现状
国外很早时就已经存在智能家居的概念了，1984年美国建成了第一栋智能建筑，1988年组织制定了《家庭自动化系统与通讯标准》，此时的美国大约已经有4万左右的家庭安装了智能家居管理系统。美国不但建造了最早的智能化小区，而且迄今为止世界上最大的智能化住宅群也在那里。根据上述资料我们了解到：美国智能家居的发展名列前茅，它对全世界的智能化产业发展作出的贡献是巨大的。国外的智能家居行业虽然已经有了好几十年的发展历史，但是目前依然还是有很广阔的发展前景的。智能家居行业所拥有的发展前景是我们绝对不能忽视的。
与国外的智能家居行业对比而言，我国智能家居行业起步有些迟，但发展速度很快。80年代末90年代初，中国首座智能建筑即发展大厦，在北京诞生了。20世纪90年代末，我国的智能家居行业开始兴起，越来越多的电子产品走进我们的生活中。1997年初步确定我国家用电器设计要满足的五项要求是：安全，适用，通讯，信息服务和智能系统化。随着信息技术的迅猛发展和日益普及，家居智能化在未来必然会成为不可或缺的一部分，现如今我国政府和房地产产业的开发商们都注意到了智能家居的发展前景，都非常重视智能住宅的开发和规划，并积极进行市场的开拓。
（三）论文研究目的和主要内容
本人本着价格亲民、实用可靠的宗旨进行了这个安防系统的设计，本设计包含了温度采集、人体红外检测、烟雾检测的功能，可通过GSM模块发送短信报警并利用yeelink云平台实现远程监控的功能。STM32单片机不但性能高而且成本和功耗都很低，还可以和很多种外部设备相连接。通过温度、人体红外和烟雾检测等传感器来监控及观测住宅的情况，保证住宅的安全。利用GSM模块把监控观测到的异常信号用短信的形式发送到用户的手机上进行报警。同时，利用以太网把系统得到的信息传给云端，用云端进行数据信息的记录，用户可在任何有网的时候通过电脑或者手机登录云平台了解住宅的实时情况。
本课题是基于STM32F103开发板进行设计的智能家居安防系统和远程监控系统，可以让用户在联网的情况下随时随地的监控及观测到住宅的情况，并在出现异常的时候向用户的手机发送短信进行报警。本文各部分的内容概括如下：
第一章是绪论，其主要介绍了本文的选题背景及研究本课题的目的与意义，关于智能家居的国内外研究现状和本论文的大纲。
第二章是方案设计，详细介绍了本课题的设计方案和宗旨，以及主要模块的选用。概述了一些产品相关的介绍与选择原因。
第三章是硬件部分的工作原理及分析，分别介绍了主要模块和外设模块的工作原理并进行了分析。还介绍了本设计中所用到的仿真器。
第四章是软件设计部分，首先介绍了本论文中编程和画图所用到的软件，还有各模块的程序设计。
第五章是系统的测试，展示了本设计中每个检测模块运行的结果，以及远程监控的界面。
最后是自己写本篇论文的感受与收获，对整个写作过程做总结。
二、方案设计
（一）总设计方案
本课题是基于STM32F103开发板进行设计的智能家居安防系统和远程监控系统，可以使用户实现对住宅情况的远程实时监控及观测，还可以在发生异常情况时发送短信给用户进行报警。这整个系统通过温度、人体红外和烟雾等传感器来监控并检测住宅的情况，利用GSM模块把监控观测到的异常信号用短信的形式发送到用户的手机上进行报警。同时，利用以太网把系统得到的信息传给云端，用云端进行数据信息的记录，用户可在任何有网的时候通过电脑或者手机登录云平台了解住宅的实时情况。
综合这些要求，分析并画出了本设计整体的系统框架如图 21 所示：
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图21 方案设计图
整个系统的设计框架如图 22 所示：
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图 22 系统总体结构体系
（二）系统的设计原则
本文意在设计一个价格亲民、实用可靠的智能化家庭安全防范系统。智能家居安防系统能否普及，关键在于成本到性能等多方面的综合因素。比如他的成本能不能让大多数家庭承受的起；功能是不是能让人们在生活中感到实用；日后的维护可不可以让用户更加的放心。基于以上的几点，我列出了以下几项设计原则：
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