arduino的智能远程控制浴缸放水系统设计
随着物联网技术的发展商业化，人类即将迎来一个新的智能时代。物联网的发展和应用将改变人们未来的生活方式，甚至改变世界的现状。在智能化的时代，智能家居将越来越受欢迎，智能家居将迎来巅峰。 因为智能家庭使用计算机，嵌入式系统和网络通信技术通过家庭网络连接家庭中的各种家庭设备。 它为人们的生活带来了更多便利，并提供了更舒适的环境。本文主要是对智能远程控制浴缸放水系统的详细描述。本系统是采用Wi-Fi技术和手机APP对浴缸放水进行远程控制，以及对水温、水位进行实时监控。通过调查发现Arduino开发板和Android智能平台具有极强的耦合性，适合现在的市场发展，所以提出Arduino和Android两大平台实行合作开发，提供自动控制和智能手机指令手动控制两种工作方式，以Arduino模块作为核心控制板，用电磁阀作为冷热水的开关，温度传感器调节舵机转动控制水温，水位传感器反馈水位系数给Arduino模块控制电磁阀，而Wi-Fi模块和Arduino模块相结合的方式来实现系统的远程监控与数据交互。使手机APP能通过Wi-Fi通信方式对数据采集终端节点进行控制,从而实现了对浴缸放水的远程实时监测和操控，实现无人看管自动管理浴缸。
【Key words】: Smart home;Arduino;ESP8266;APP 目录
引言 1
（一）研究背景 1
（二）国内外研究现状 1
（三）课题研究的意义 2
一、系统总体设计 3
二、Arduino技术简介 4
（一）Arduino简介 4
（二） Arduino硬件开发平台 6
（三）Arduino的软件开发环境 7
（四） Arduino语言 7
三、系统的硬件设计 9
（一）WiFi模块 9
（二）温度采集模块 9
（三） 水位传感器 10
（四） 电磁阀 11
（五） 舵机 11
四、系统软件设计 12
（一）远程控制浴缸放水系统的主程序流程设计 12
（二） WiFi控制流程设计 13
五、实物设计与调试 14
（一） 框架设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4
（二） 电路设计 15
（三） 调试问题 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 20
附录二 21
引言
（一）研究背景
二十世纪八十年代，美国联合科技公司在美国康涅狄格州哈特福德市建造了第一座"智能型建筑"开启了研究智能家居的大门，引起了世界各国开始对智能家居进行关注和研究。
从研究到发展，中国对智能家居的关注已经有十几年的历史了。它的存在不仅给中国人带来了便捷的生活方式，也带来了全新的生活理念。促进了我国的经济发展的同时也提高了我国的生产力。但是随着物联网的发展开始，智能家居产生了新的发展方向，物联网将所有的家用电器通过家庭网络连接在了一起，使电器设备之间通过相应的网络协议和网络技术进行数据传递，实现数据的接受和传递。对传统的智能家居来说，使用有限局域网对家用电器进行控制，需要连接复杂的线路，既耗费时间，又耗费很多的人力和物力。而在物联网时代下的智能家居是通过无线通信技术来控制家用的电器设备，不但减少了布线的麻烦，而且还降低了使用成本，使智能家居技术水平进一步提升的同时也使普通的老百姓家中也能用上智能家居。到现在为止，WiFi技术、ZigBee技术、蓝牙技术和红外线技术等无线技术被广泛的应用于智能家居系统中，让智能家居变得更加的整体化，管理起来也更加便利。
智能家居的系统设计目标就是为了给人们带来更加舒适更加便捷的生活方式和生活环境，随着物联网技术的不断发展和灵活运用下，将它与智能家居系统的设计结合在一起，对于智能家居的发展进步有着积极的推动力作用，所以对物联网技术的研究和运用在现实中就用着实际性的意义。
随着的生活质量不断地提高，也使人们对于家庭环境有着更高层次的追求和遐想。从选择房屋的地理位置、房屋周边环境和房屋设计面积等这些基本要求开始，到如今智能家居的设计,都是期望自己可以享用到更加便利的品质生活，因此也成为了智能家居发展的推动力。
（二）国内外研究现状
1984年，“智能建筑”从美国横空出世，打开了对智能家居进行研究的大门，之后陆续的有德国、日本、韩国和新加坡等经济发达的国家也先后发起了不同的智能家居研究策划，在提出研究方案的这些国家中，新加坡推广的智能家居系统功能更为齐全,它包括了定时控制、安防报警、远程控制、智能模式和情景模式等多种功能。开始的时候都是靠线路连接各个节点进行传输,渐渐地随着新加坡经济的不断发展逐步被无线通信所取代,形成了现在的无线传感器网络的智能家居系统。
现在为止很多发达国家的智能家居技术水平在国际上都有认证体系，然而对于我国来说还存在一定的差距。对比美国、韩国、德国、意大利等国家都已经取得了国际上的相关的质量认证，所以在市场上也有相当明显的竞争优势。比如国外知名的智能家居品牌:Control4、快思聪、霍尼韦尔、Livinglab等。
然而智能家居很早就进入了中国。但是由于刚引入时，我国国内的科技水平和消费观念都比较落后，导致智能家居技术在我国发展的非常缓慢。渐渐地随着我国的生活质量改变和智能家居企业的推广，现在已经到达了飞速发展的阶段。例如，海尔、京东智能、深圳索科等国内优秀企业纷纷涌现。在智能家居行业，一些公司也被视为智能家居行业的领导者。
（三）课题研究的意义
本系统以Arduino开发板为系统控制中心Android平台的 APP为远程控制基础，通过无线通信技术、计算机技术和自动控制技术实现对浴缸放水的远程控制，以及对水温、水位的实时监控。让普通的浴缸变得更加智能化和人性化，满足人们对智能家居的遐想和期望。
随着智能家居产业的快速发展，再加上人们对生活方式不断创新，智能家居落实到每家每户是必然事件。根据相关数据，人性化智能家电越来越受到人们的欢迎和认可。世界智能家居的市场需求已开始扩大。因此，智能家居系统的设计和研究符合当今社会的发展和需求。如今，随着快速发展，智能家居的普及已成为衡量一个国家经济实力和技术的重要因素之一。所以我们需要更努力的发展智能家居产业，使我国的智能家居技术水平得到更大的提升。
本系统由Arduino开发板作为主要控制板，结合WiFi模块和Android平台的APP提供远程智能手机控制和手动控制的两种工作方式，用户即可以通过Android平台的APP对浴缸放水过程进行远程监控和对放水的水位和温度进行远程操作，APP的操作过程简单易懂，使家用浴缸变得更加智能化和人性化。手动控制为备用方针，特殊情况时也能正常使用。这样为人们的生活就带来了更多的便利。
【Key words】: Smart home;Arduino;ESP8266;APP 目录
引言 1
（一）研究背景 1
（二）国内外研究现状 1
（三）课题研究的意义 2
一、系统总体设计 3
二、Arduino技术简介 4
（一）Arduino简介 4
（二） Arduino硬件开发平台 6
（三）Arduino的软件开发环境 7
（四） Arduino语言 7
三、系统的硬件设计 9
（一）WiFi模块 9
（二）温度采集模块 9
（三） 水位传感器 10
（四） 电磁阀 11
（五） 舵机 11
四、系统软件设计 12
（一）远程控制浴缸放水系统的主程序流程设计 12
（二） WiFi控制流程设计 13
五、实物设计与调试 14
（一） 框架设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4
（二） 电路设计 15
（三） 调试问题 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 20
附录二 21
引言
（一）研究背景
二十世纪八十年代，美国联合科技公司在美国康涅狄格州哈特福德市建造了第一座"智能型建筑"开启了研究智能家居的大门，引起了世界各国开始对智能家居进行关注和研究。
从研究到发展，中国对智能家居的关注已经有十几年的历史了。它的存在不仅给中国人带来了便捷的生活方式，也带来了全新的生活理念。促进了我国的经济发展的同时也提高了我国的生产力。但是随着物联网的发展开始，智能家居产生了新的发展方向，物联网将所有的家用电器通过家庭网络连接在了一起，使电器设备之间通过相应的网络协议和网络技术进行数据传递，实现数据的接受和传递。对传统的智能家居来说，使用有限局域网对家用电器进行控制，需要连接复杂的线路，既耗费时间，又耗费很多的人力和物力。而在物联网时代下的智能家居是通过无线通信技术来控制家用的电器设备，不但减少了布线的麻烦，而且还降低了使用成本，使智能家居技术水平进一步提升的同时也使普通的老百姓家中也能用上智能家居。到现在为止，WiFi技术、ZigBee技术、蓝牙技术和红外线技术等无线技术被广泛的应用于智能家居系统中，让智能家居变得更加的整体化，管理起来也更加便利。
智能家居的系统设计目标就是为了给人们带来更加舒适更加便捷的生活方式和生活环境，随着物联网技术的不断发展和灵活运用下，将它与智能家居系统的设计结合在一起，对于智能家居的发展进步有着积极的推动力作用，所以对物联网技术的研究和运用在现实中就用着实际性的意义。
随着的生活质量不断地提高，也使人们对于家庭环境有着更高层次的追求和遐想。从选择房屋的地理位置、房屋周边环境和房屋设计面积等这些基本要求开始，到如今智能家居的设计,都是期望自己可以享用到更加便利的品质生活，因此也成为了智能家居发展的推动力。
（二）国内外研究现状
1984年，“智能建筑”从美国横空出世，打开了对智能家居进行研究的大门，之后陆续的有德国、日本、韩国和新加坡等经济发达的国家也先后发起了不同的智能家居研究策划，在提出研究方案的这些国家中，新加坡推广的智能家居系统功能更为齐全,它包括了定时控制、安防报警、远程控制、智能模式和情景模式等多种功能。开始的时候都是靠线路连接各个节点进行传输,渐渐地随着新加坡经济的不断发展逐步被无线通信所取代,形成了现在的无线传感器网络的智能家居系统。
现在为止很多发达国家的智能家居技术水平在国际上都有认证体系，然而对于我国来说还存在一定的差距。对比美国、韩国、德国、意大利等国家都已经取得了国际上的相关的质量认证，所以在市场上也有相当明显的竞争优势。比如国外知名的智能家居品牌:Control4、快思聪、霍尼韦尔、Livinglab等。
然而智能家居很早就进入了中国。但是由于刚引入时，我国国内的科技水平和消费观念都比较落后，导致智能家居技术在我国发展的非常缓慢。渐渐地随着我国的生活质量改变和智能家居企业的推广，现在已经到达了飞速发展的阶段。例如，海尔、京东智能、深圳索科等国内优秀企业纷纷涌现。在智能家居行业，一些公司也被视为智能家居行业的领导者。
（三）课题研究的意义
本系统以Arduino开发板为系统控制中心Android平台的 APP为远程控制基础，通过无线通信技术、计算机技术和自动控制技术实现对浴缸放水的远程控制，以及对水温、水位的实时监控。让普通的浴缸变得更加智能化和人性化，满足人们对智能家居的遐想和期望。
随着智能家居产业的快速发展，再加上人们对生活方式不断创新，智能家居落实到每家每户是必然事件。根据相关数据，人性化智能家电越来越受到人们的欢迎和认可。世界智能家居的市场需求已开始扩大。因此，智能家居系统的设计和研究符合当今社会的发展和需求。如今，随着快速发展，智能家居的普及已成为衡量一个国家经济实力和技术的重要因素之一。所以我们需要更努力的发展智能家居产业，使我国的智能家居技术水平得到更大的提升。
本系统由Arduino开发板作为主要控制板，结合WiFi模块和Android平台的APP提供远程智能手机控制和手动控制的两种工作方式，用户即可以通过Android平台的APP对浴缸放水过程进行远程监控和对放水的水位和温度进行远程操作，APP的操作过程简单易懂，使家用浴缸变得更加智能化和人性化。手动控制为备用方针，特殊情况时也能正常使用。这样为人们的生活就带来了更多的便利。
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