互联网+的智能家居温控系统的(附件)
根据本次毕业设计的选题要求设计了一套基于ZigBee技术的智能家居温控系统，经过一段时间的努力完成了该系统的客户端软件编程开发和硬件设备的搭建及硬件代码编写，成功的完成了这套智能温控系统的设计与实现。该系统由三大部分构成，分别为终端模块，协调器模块以及客户终端,其中的终端模块由温度采集模块和温度控制模块组成，系统中所使用的模块均以ZigBee模块为基础搭建，利用ZigBee技术的组网稳定、简便的特点实现信息的传输；客户终端设备中使用C#语言开发了一个控制窗口程序，使用开发环境自带的数据库。整套系统能够对环境温度进行实时监测显示，根据实际需求对系统做出相应设置，该系统通过温控设备的运转起到智能调控温度的作用。在完成设计后对系统进行相应测试，测试结果显示该系统能够基本实现课题设计目标，能够达到对室内温度进行实时的监控，并做出相应的行为，完成对室内温度的调控。关键词 温度采集，ZigBee，实时监测，智能调控
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 温控系统发展现状 1
1.3 课题主要研究内容 3
2 课题总体设计 3
2.1 系统需求 3
2.2 系统可行性分析 3
2.3 方案设计 4
3 硬件设计 6
3.1 硬件总体设计 6
3.2 温度采集终端硬件设计 7
3.3 协调器硬件设计 14
3.4 温度控制终端硬件设计方案 16
3.5 本章小结 18
4 程序设计 19
4.1 用户端程序设计 19
4.2 温度采集模块程序设计 24
4.3 协调器程序设计 27
4.4 温控模块程序设计 28
4.5 本章小结 29
5 系统测试 29
5.1 用户端测试 30
5.2 硬件测试 31
5.3 本章小结 33
结 论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
附录 实物图（5张） 38 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1 绪论
1.1 研究背景与意义
人类社会发展到今天，经历了漫长的时光。远古时代，人们居住的是天然的洞穴，过着饮毛茹血的生活；慢慢的，由树枝稻草搭建的房屋开始出现，人们的生活方式也发展成了刀耕火种；伴随着历史长河的流淌，传统的古代建筑开始出现，生活方式也得到了极大改善[1]。时间来到21世纪，到处都是钢筋混凝土式的建筑，但是，细细比较起来不难发现，与古代的居住环境相比，现如今的居住环境只是变大，变得更加坚固了，本质上的区别并不大。相比于居住环境不算质的飞跃，现代科技的宠儿网络给我们的生活带来了翻天复地的变化，渐渐的在人们的脑海中烙印了信息化的概念[2]。在享受着信息化带来的便利的同时，人们开始对传统的居住环境感到不满，迫切需要的是一种安全、舒适、美丽、便利的居住大环境。因此，一种把信息化与传统家居相结合的智能家居成为未来发展的大方向[3]。在智能家居这一大的系统中有一种系统称之为智能家居温控系统，该系统可以做到对室内温度实时监控与智能化的控制，始终让温度维持在宜居的范围内，让人们生活的环境更加宜人。然而，真正实现基于互联网智能化的温控系统还未走进普通大众的日常生活，绝大部分人依然无法享受到这一科技成果。完成基于互联网+的智能家居温控系统，在一定程度上可以体现未来智能家居温控的发展的形式与发展的方向。
1.2 温控系统发展现状
在今天，无线技术的应用十分广泛，无线技术在其没有出现之前，使用有线的方式来解决在日常生活以及科学研究过程中遇到的问题是人们几乎唯一的选择。在这些利用有线方式解决的系统里温控器的技术以及温控器产品度过了从有线到无线模式的变化。在无线技术未出现的时候，采用有线技术的方法去研究设计温控技术和温控产品基本是唯一的选择。这一时期的温控产品可以用两种形式概括：一种是电子式，这类设备的温度传感器一般都使用热敏电阻，人机交互通过触摸键的形式来实现。该类型设备的最大特点是冷热设定可以主动切换。一种是电气式，这类设备的温度传感器一般都使用气动温包或者双金属片。其设定温度的方式式是通过给定温度盘调整预紧力。该类设备的最大特点是利用拨档式的机械开关作为温度转换开关。然而这两类温控器的精度不高、耗时长和操作相较复杂是主要存在的缺陷。除此以外，有线方式连接的系统其数据传输都是通过有线的方式传输，在实际生产中，需要传输的信号量极大，需要数量庞大的线路去传输。正常使用问题不大，但是遇到故障时，对于故障的排查将会很麻烦。能够发现有线方式的弊端十分突出，诸如工作布线量大、布线成本高、出现故障难以排查、彼此之间组网不易等等。如此繁杂、不便的设计不符合如今社会的需求，在今天无线技术的发展如日中天，其与温控技术结合组成无线温控系统一定会是今后发展的方向[4]。
如今人们对智能化的生活方式的需求越发庞大，这是各种技术的发展带来的必然变化。传统的单一温控系统在如今看来已经跟不上时代的步伐。社会迫切需要新一代的温控技术的出现，各式各样的温控产品在这样的大环境下得以出现。运用新型控制模型及芯片来完成智能控制是这种温控器技术及产品的重要特点，新一代的温控器的设计中也慢慢加入了许多新的技术。许多在国际上比较出名的厂家都已经着手研究这类温控器技术，各种类型的智能温控产品也随之不断的出现在市场上。比如国外的霍尼韦尔、威科等公司以及我们国内的南京物联、 山东德宝鑫等公司都已经有一些智能型温控产品投放市场，这些厂家所研究设计的温控产品大多采用的都是基于无线通信技术来实现的。然而，在无线通信迅猛发展的这些年里，多种类型的无线通信技术不断影响着我们的日常生活，像我们日常生活中经常基础到的蜂窝网络、WIFI、蓝牙等等，虽然这些技术都能够实现无线通信的作用，但是在组网方式以及应用的场合还是有着很大区别[5]。
目前，ZigBee或WiFi无线通信技术是在诸多的无线通信技术中被广泛用于温控系统的两种通信方式。然而，Bluetooth也就是蓝牙以及WIFI在组网的过程中结构相对复杂，功耗相对较大，对设备要求高，信号的传输范围也相对较小。这些缺点导致两者不适用于温控领域，相比较而言，ZigBee技术拥有组网快捷、设备要求低、低功耗、传输距离远等特点，十分适合用于温控领域[6]。
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 温控系统发展现状 1
1.3 课题主要研究内容 3
2 课题总体设计 3
2.1 系统需求 3
2.2 系统可行性分析 3
2.3 方案设计 4
3 硬件设计 6
3.1 硬件总体设计 6
3.2 温度采集终端硬件设计 7
3.3 协调器硬件设计 14
3.4 温度控制终端硬件设计方案 16
3.5 本章小结 18
4 程序设计 19
4.1 用户端程序设计 19
4.2 温度采集模块程序设计 24
4.3 协调器程序设计 27
4.4 温控模块程序设计 28
4.5 本章小结 29
5 系统测试 29
5.1 用户端测试 30
5.2 硬件测试 31
5.3 本章小结 33
结 论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
附录 实物图（5张） 38 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1 绪论
1.1 研究背景与意义
人类社会发展到今天，经历了漫长的时光。远古时代，人们居住的是天然的洞穴，过着饮毛茹血的生活；慢慢的，由树枝稻草搭建的房屋开始出现，人们的生活方式也发展成了刀耕火种；伴随着历史长河的流淌，传统的古代建筑开始出现，生活方式也得到了极大改善[1]。时间来到21世纪，到处都是钢筋混凝土式的建筑，但是，细细比较起来不难发现，与古代的居住环境相比，现如今的居住环境只是变大，变得更加坚固了，本质上的区别并不大。相比于居住环境不算质的飞跃，现代科技的宠儿网络给我们的生活带来了翻天复地的变化，渐渐的在人们的脑海中烙印了信息化的概念[2]。在享受着信息化带来的便利的同时，人们开始对传统的居住环境感到不满，迫切需要的是一种安全、舒适、美丽、便利的居住大环境。因此，一种把信息化与传统家居相结合的智能家居成为未来发展的大方向[3]。在智能家居这一大的系统中有一种系统称之为智能家居温控系统，该系统可以做到对室内温度实时监控与智能化的控制，始终让温度维持在宜居的范围内，让人们生活的环境更加宜人。然而，真正实现基于互联网智能化的温控系统还未走进普通大众的日常生活，绝大部分人依然无法享受到这一科技成果。完成基于互联网+的智能家居温控系统，在一定程度上可以体现未来智能家居温控的发展的形式与发展的方向。
1.2 温控系统发展现状
在今天，无线技术的应用十分广泛，无线技术在其没有出现之前，使用有线的方式来解决在日常生活以及科学研究过程中遇到的问题是人们几乎唯一的选择。在这些利用有线方式解决的系统里温控器的技术以及温控器产品度过了从有线到无线模式的变化。在无线技术未出现的时候，采用有线技术的方法去研究设计温控技术和温控产品基本是唯一的选择。这一时期的温控产品可以用两种形式概括：一种是电子式，这类设备的温度传感器一般都使用热敏电阻，人机交互通过触摸键的形式来实现。该类型设备的最大特点是冷热设定可以主动切换。一种是电气式，这类设备的温度传感器一般都使用气动温包或者双金属片。其设定温度的方式式是通过给定温度盘调整预紧力。该类设备的最大特点是利用拨档式的机械开关作为温度转换开关。然而这两类温控器的精度不高、耗时长和操作相较复杂是主要存在的缺陷。除此以外，有线方式连接的系统其数据传输都是通过有线的方式传输，在实际生产中，需要传输的信号量极大，需要数量庞大的线路去传输。正常使用问题不大，但是遇到故障时，对于故障的排查将会很麻烦。能够发现有线方式的弊端十分突出，诸如工作布线量大、布线成本高、出现故障难以排查、彼此之间组网不易等等。如此繁杂、不便的设计不符合如今社会的需求，在今天无线技术的发展如日中天，其与温控技术结合组成无线温控系统一定会是今后发展的方向[4]。
如今人们对智能化的生活方式的需求越发庞大，这是各种技术的发展带来的必然变化。传统的单一温控系统在如今看来已经跟不上时代的步伐。社会迫切需要新一代的温控技术的出现，各式各样的温控产品在这样的大环境下得以出现。运用新型控制模型及芯片来完成智能控制是这种温控器技术及产品的重要特点，新一代的温控器的设计中也慢慢加入了许多新的技术。许多在国际上比较出名的厂家都已经着手研究这类温控器技术，各种类型的智能温控产品也随之不断的出现在市场上。比如国外的霍尼韦尔、威科等公司以及我们国内的南京物联、 山东德宝鑫等公司都已经有一些智能型温控产品投放市场，这些厂家所研究设计的温控产品大多采用的都是基于无线通信技术来实现的。然而，在无线通信迅猛发展的这些年里，多种类型的无线通信技术不断影响着我们的日常生活，像我们日常生活中经常基础到的蜂窝网络、WIFI、蓝牙等等，虽然这些技术都能够实现无线通信的作用，但是在组网方式以及应用的场合还是有着很大区别[5]。
目前，ZigBee或WiFi无线通信技术是在诸多的无线通信技术中被广泛用于温控系统的两种通信方式。然而，Bluetooth也就是蓝牙以及WIFI在组网的过程中结构相对复杂，功耗相对较大，对设备要求高，信号的传输范围也相对较小。这些缺点导致两者不适用于温控领域，相比较而言，ZigBee技术拥有组网快捷、设备要求低、低功耗、传输距离远等特点，十分适合用于温控领域[6]。
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