物联网的智能家居的设计
【摘 要】本课题将设计一款基于物联网的智能家居控制系统，能够实现对家居环境中的温度值、室外光线强弱、是否发生盗贼入侵等信息进行实时检测，检测结果将通过TCP/IP协议进行发送，并最终通过WEB网页前端显示在监控电脑屏幕上，以便监控人员进行远程查看。本物联网智能家居系统最大的特点是以单片机电路结合传感器电路的巧妙搭配，通过传感器件完成对系统外部的非电量的采集并且转换为数字信号传送物联网智能家居系统进行处理，极大程度的提升了系统的工作性能。在对系统设计成果进行验证的环节，通过大量的测试数据与标准仪器检测的数据进行对比的方式，对比结果一致，表示本物联网智能家居系统的所有任务指标都已达标。系统在硬件上将以具有ARM内核的CORTEX-M3型STM32处理器作为主控，结合ENC28J60以太网模块、温度传感器、光敏传感器以及热释电传感器等构成硬件框架，在软件上将通过HTML5语言以及Javascript语言构建WEB前端界面，通过C语言构建ARM处理器主控程序。
目录
一、 引言 1
（一） 物联网智能家居系统的发展背景 1
（二） 物联网智能家居系统的发展现状 1
（三） 主要内容 2
（四） 设计指标 2
二、 物联网智能家居系统的方案设计 2
三、 系统硬件设计 3
（一） 物联网智能家居系统的主控电路设计 3
1. STM32F103处理器简介 3
2. 最小系统电路设计 4
（二） 室内温度检测电路设计 4
1. DS18B20温度传感器简介 5
2. DS18B20温度传感器电路设计 5
（三） 室温调控电路设计 5
（四） 室内光照检测电路设计 6
1. 光敏传感器简介 6
2. 光敏传感器电路设计 6
3. 照明驱动电路设计 6
（五） 盗贼检测电路设计 7
1. 热释电红外传感器简介 7
2. 热释电红外传感器电路设计 8
（六） 以太网远程网口通信电路设计 8
1. ENC28J60以太网模块简介 8
2. ENC *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
28J60以太网电路设计 9
（七） 参数设置电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 物联网智能家居系统的主程序流程设计 10
（二） 室内温度检测和调控流程设计 11
1. 温度检测流程设计 11
2. 温度调控流程设计 11
（三） 室内光照检测及调控流程设计 12
1. 光线检测流程设计 12
2. 光线调控流程设计 13
（四） 盗贼检测流程设计 13
总结与展望 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 元件列表 19
附录四 程序 21
引言
物联网智能家居系统的发展背景
伴随着科学技术的持续前进以及电子技术的渐渐趋向于传感化和智能化，人们生活中的绝大多数较常使用的东西都将逐步被电子系统给取代掉，这是人类社会的一个显著的发展趋势，就如本课题将要研究的该物联网智能家居系统，它也是一种出现较为早的系统，尽管如此，随着时间的迁移，它一直不断地跟随着电子技术的发展速度而一起发展，如今它已经不再是那个老式的只能完成几个简单功能的物联网智能家居系统了。在最近短短一二十年时间内，传感器技术以及微处理器技术的飞速发展给物联网智能家居系统的发展带来了新的篇章，智能识别、大数据快速运算等功效使物联网智能家居系统被重新定义，智能概念的光环开始笼罩着该物联网智能家居系统，这些新型功能和强大的数据处理效果给使用者的生产生活带来了极大的方便，使用者只需要通过简单的操作就可完成前所未有的非常多新型功能，这些新功能在以往的传统物联网智能家居系统中是无法看到的。物联网智能家居系统的快速发展使用户对数据处理和其他智能特性提出了越发高的要求，而要实现这些近似苛刻的需求量，关键的重要技术是提升它的里面微处理器关键部分的效果，一些初期的物联网智能家居系统是以8位微处理器当作主控器件的，这种内核在单位时间里仅能对8比特的二进制数据进行运算，该运算性能相比于如今大肆流行的32位机和64位机来说，可以说是小巫见大巫了，因此那时在这种数据运算能力下，物联网智能家居系统仅仅能够实现几项简单的功效。
近些年来32位内核研发技术的飞速发展使单片机芯片进入了高速运算时代，这个技术的完善无疑给物联网智能家居系统带来了上帝的福音，好似受到了最强劲的加持，在数据运算性能上相对过去的8位机就提升了4倍，那么这给物联网智能家居系统的效果带来了不单单是目标上的增加，更给控制系统赠予了更加流畅的工作性能。快速发展的经济在实质上是对人们生活的根本改变，该过程能够很好的反映在人们对物联网智能家居系统的见解上，过去人们仅仅满足在该器件的几项简单功能，而在一切都成熟之后，不同的使用者对于物联网智能家居系统都有一套自己的见解，良好的人机交互界面、友好的数据交互接口以及越发智能的工作方式在一定程度上迎合了使用者的普遍欢迎。
物联网智能家居系统的发展现状
如今世界上对物联网智能家居系统的顶尖研究设计技术资料只是掌握在很少一部分国家或者企业当中，从而物联网智能家居系统的生产研究成本还下不来。当前性能最高的一些物联网智能家居系统产品采用的是以32位内核处理器当作主控的另外具有超快运算速度的系统，因为其内核能够在单位时间内对32比特的二进制数据进行并且运算，所以相比市面上绝大多数16位内核产品来说要快得多。国内外目前对物联网智能家居系统研究的科研人员愈发多，另外大学中也有众多人在参与对物联网智能家居系统的设计。物联网智能家居系统的性价比参数是当前市场上相关产品的制胜根本的因素，由于当前一些以16位处理器作为主控的物联网智能家居系统相对32位产品具有更低的成本，因此它能比32位产品获取更多的使用人员，不过伴随着32位微处理器的生产研发价格正在不断减少，未来不久32位的物联网智能家居系统必将更具有竞争力。
主要内容
本文通过对现如今市面上大多数物联网智能家居系统产品进行了调查之后制订了研究目标，由于功效非常高档的产品成本都相当昂贵，无法做到大规模的普及，由此提出使用价格低廉的STM32F103处理器来作为主控核心，结合其它价格低廉的ENC28J60以太网模块、RJ45以太网插头、DS18B20温度传感器、光敏传感器和热释电红外传感器，实现一种比较高功效的物联网智能家居系统，下列为本课题所要实现的指标功能。
目录
一、 引言 1
（一） 物联网智能家居系统的发展背景 1
（二） 物联网智能家居系统的发展现状 1
（三） 主要内容 2
（四） 设计指标 2
二、 物联网智能家居系统的方案设计 2
三、 系统硬件设计 3
（一） 物联网智能家居系统的主控电路设计 3
1. STM32F103处理器简介 3
2. 最小系统电路设计 4
（二） 室内温度检测电路设计 4
1. DS18B20温度传感器简介 5
2. DS18B20温度传感器电路设计 5
（三） 室温调控电路设计 5
（四） 室内光照检测电路设计 6
1. 光敏传感器简介 6
2. 光敏传感器电路设计 6
3. 照明驱动电路设计 6
（五） 盗贼检测电路设计 7
1. 热释电红外传感器简介 7
2. 热释电红外传感器电路设计 8
（六） 以太网远程网口通信电路设计 8
1. ENC28J60以太网模块简介 8
2. ENC *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
28J60以太网电路设计 9
（七） 参数设置电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 物联网智能家居系统的主程序流程设计 10
（二） 室内温度检测和调控流程设计 11
1. 温度检测流程设计 11
2. 温度调控流程设计 11
（三） 室内光照检测及调控流程设计 12
1. 光线检测流程设计 12
2. 光线调控流程设计 13
（四） 盗贼检测流程设计 13
总结与展望 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 元件列表 19
附录四 程序 21
引言
物联网智能家居系统的发展背景
伴随着科学技术的持续前进以及电子技术的渐渐趋向于传感化和智能化，人们生活中的绝大多数较常使用的东西都将逐步被电子系统给取代掉，这是人类社会的一个显著的发展趋势，就如本课题将要研究的该物联网智能家居系统，它也是一种出现较为早的系统，尽管如此，随着时间的迁移，它一直不断地跟随着电子技术的发展速度而一起发展，如今它已经不再是那个老式的只能完成几个简单功能的物联网智能家居系统了。在最近短短一二十年时间内，传感器技术以及微处理器技术的飞速发展给物联网智能家居系统的发展带来了新的篇章，智能识别、大数据快速运算等功效使物联网智能家居系统被重新定义，智能概念的光环开始笼罩着该物联网智能家居系统，这些新型功能和强大的数据处理效果给使用者的生产生活带来了极大的方便，使用者只需要通过简单的操作就可完成前所未有的非常多新型功能，这些新功能在以往的传统物联网智能家居系统中是无法看到的。物联网智能家居系统的快速发展使用户对数据处理和其他智能特性提出了越发高的要求，而要实现这些近似苛刻的需求量，关键的重要技术是提升它的里面微处理器关键部分的效果，一些初期的物联网智能家居系统是以8位微处理器当作主控器件的，这种内核在单位时间里仅能对8比特的二进制数据进行运算，该运算性能相比于如今大肆流行的32位机和64位机来说，可以说是小巫见大巫了，因此那时在这种数据运算能力下，物联网智能家居系统仅仅能够实现几项简单的功效。
近些年来32位内核研发技术的飞速发展使单片机芯片进入了高速运算时代，这个技术的完善无疑给物联网智能家居系统带来了上帝的福音，好似受到了最强劲的加持，在数据运算性能上相对过去的8位机就提升了4倍，那么这给物联网智能家居系统的效果带来了不单单是目标上的增加，更给控制系统赠予了更加流畅的工作性能。快速发展的经济在实质上是对人们生活的根本改变，该过程能够很好的反映在人们对物联网智能家居系统的见解上，过去人们仅仅满足在该器件的几项简单功能，而在一切都成熟之后，不同的使用者对于物联网智能家居系统都有一套自己的见解，良好的人机交互界面、友好的数据交互接口以及越发智能的工作方式在一定程度上迎合了使用者的普遍欢迎。
物联网智能家居系统的发展现状
如今世界上对物联网智能家居系统的顶尖研究设计技术资料只是掌握在很少一部分国家或者企业当中，从而物联网智能家居系统的生产研究成本还下不来。当前性能最高的一些物联网智能家居系统产品采用的是以32位内核处理器当作主控的另外具有超快运算速度的系统，因为其内核能够在单位时间内对32比特的二进制数据进行并且运算，所以相比市面上绝大多数16位内核产品来说要快得多。国内外目前对物联网智能家居系统研究的科研人员愈发多，另外大学中也有众多人在参与对物联网智能家居系统的设计。物联网智能家居系统的性价比参数是当前市场上相关产品的制胜根本的因素，由于当前一些以16位处理器作为主控的物联网智能家居系统相对32位产品具有更低的成本，因此它能比32位产品获取更多的使用人员，不过伴随着32位微处理器的生产研发价格正在不断减少，未来不久32位的物联网智能家居系统必将更具有竞争力。
主要内容
本文通过对现如今市面上大多数物联网智能家居系统产品进行了调查之后制订了研究目标，由于功效非常高档的产品成本都相当昂贵，无法做到大规模的普及，由此提出使用价格低廉的STM32F103处理器来作为主控核心，结合其它价格低廉的ENC28J60以太网模块、RJ45以太网插头、DS18B20温度传感器、光敏传感器和热释电红外传感器，实现一种比较高功效的物联网智能家居系统，下列为本课题所要实现的指标功能。
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