zigbee的物联网智能家居系统设计(附件)【字数：17652】
摘 要伴随着现代经济飞速进步，人们对于生活的水平和质量有了一定的需求和追求。但是由于当前智能家居存在着控制系统的成本之高，已经装修的住宅存在安装不便等一系列问题，因此在推广及应用方面就带来了一些困难。对此，本文提出了基于Zigbee 技术的物联网智能家居系统的完整解决的方案，希望满足人们对于提高家庭生活品质的要求和响应相关于快速发展物联网上所支持的技术的政策。针对上面的问题，本文设计了基于无线传输系统模块的智能家居控制系统，这个系统采用了无线通信模块来进行数据传输，将STC12C5A60S2单片机来当作智能家居控制系统上的主要部件也能够自动化地测量居室环境中的多个重要参数信息，还集中地在主控中心液晶显示屏所对应的地方对测到的环境参数进行统一地显示。这就真正地实现了居室中环境监测上的自动化、智能化，这也满足了人们对更高品质生活的追求，这系统在提高生活上体验的同时，也大大地降低了发生意外的概率。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本文所选课题的研究背景 1
1.2本文课题所研究的目的和意义 2
1.3本文课题内容的现状以及发展 2
1.4本文课题所需要完成的工作 3
第二章 智能家居系统框架及总体设计 4
2.1材料的需求 4
2.2大致方案和模型的提出 4
2.3 STC单片机介绍 5
2.4 NRF905无线传输模块简介 7
2.5 传感器模块简介 8
2.5.1 有害气体传感器介绍 8
2.5.2 温湿度传感器介绍 8
2.5.3 人体红外传感器 9
2.6 液晶显示屏简介 9
第三章 智能家居整体系统的硬件及电路设计 11
3.1 基本单片机系统的设计 11
3.1.1系统内部单片机基本运行电路 11
3.1.2单片机内部所需电源和接口的电路 13
3.1.3时钟电路的设计 13
3.2 环境信息数据显示电路 15
3.3系统内部传感器的电路的设计 15
3.4 系统内部无线传输电路的设计 16
第四章 智能家居 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
系统的软件设计 18
4.1软件设计和基本概念 18
4.2 主控中心软件设计 18
第五章 总体系统的测试与调试 22
5.1硬件测试 22
5.1.1测试目标 22
5.1.2 测试所采用的策略 22
5.1.3 测试结论 27
5.2软件测试 27
5.3绘制原理图的一些问题 28
5.4绘制PCB板 28
5.5系统程序测试遇到的问题 29
致 谢 31
结束语 32
参考文献 33
附 录 34
附录一：硬件电路原理图 34
附录二：程序 39
第一章 绪论
1.1本文所选课题的研究背景
智能家居作为新一代的新理念，有着与众不同的格局和意义。在快速发展的21世纪，我们所需要的并且能够承载更多信息的居所以及智能化的东西，就是智能家居的存在。它的发展并不是偶然，早在19世纪末的欧洲时期就已经开始提出了家居的便捷安全，这也正符合现代的智能家居的观念。
在基本的传统智能家居的体系中，大多数的布线设计采用的是进行有线的铺设，并且需要在房间中打较多的墙洞，这就增加了整体工作的繁重度，也使得所谓的智能家居缺少了所谓的智能所带来的方便和快捷。传统的布线着重在多，杂，对于后期的扩展性有着巨大的阻碍。在总体的设计上，有很多地方是不可改变性的，这也就使得部分的家居设计不能够随着整体的变化而产生改变，这样一来就把智能家居的特点给削减了，不能够带给用户使用和体验上的舒适和变化的快捷。所以，智能家居势必要向着无线的方向去发展，将大多数的用户产品和内部使用物品进行无线控制，使得人们的双手解放，让家居生活智能化起来。无线网络具有很多有线网络不具备的特点，首先在布线上无线网络就可以随机应变，节省下很大一部分的空间，而且无线网络的流动性更大，可改变性更强，基本上能够做到随用随开，随时随地的方便快捷。更重要的是，无线网络更加符合智能家居所具有的特点，将用户的需求扩大化，使得用户的使用体验感和处理便捷感最大化。
智能家居在实际中的实践和改进带来了整体上的不停的进步和完善，根据用户的个性化需求，可以在系统中加入更多元化的东西。在综合布线技术上使用无线连接的手段，在网络通信上采取物联网关联技术，在安全防范技术上实现安防报警和气体温度测试并且保证住户的安全，在自动控制技术上采用多种智能化产品与用户的衣食住行所挂钩，提供相应的个性化服务，在音视频技术上利用远程控制和实时展示播放等功能设备为用户提供不一样的视觉感受和娱乐需求。并且在现在很多智能电子产品在生活中用的很普遍，比如智能手机，平板电脑等，都可以与智能家居相结合，形成一个可以远程控制并且实时检测的终端，为智能家居的便捷安全提供了保证。
智能化作为智能家居的重要特点，让人们感受到智能家居的便利，但是同时人们对安全的考虑也是必要的，所以这就让我对室内外的环境进行了考虑。基于物联网的智能家居系统体系也就应运而生，这样的管理系统需要将用户的室内外的数据进行收集，再由系统的中心控制器进行分析处理，最后再将数据放在LCD屏幕上进行显示，实现了数据的公开化，让用户实时了解身边的坏境信息。在当下强调绿色为主的环保概念下，智能家居控制系统能够在多种条件下为用户提供完善的绿色意见，智能地为用户控制居室内外的温湿度，检验空气成分，自动调节灯光强暗，提前开门或者开灯等等一系列的智能化服务。智能家居控制系统会在一次又一次的实践与使用中完成升级和完善，为人们提供更好的智能化，绿色生活的体验。
1.2本文课题所研究的目的和意义
智能家居系统确实是发展比较快速的一个领域，但是对于用户而言，有很大一部分人都是停留在传统的物联网智能家居的基础上，我个人认为智能家居不仅仅是让我们在生活品质上有所提高，更重要的是让我们的生活更方便，让诸多的家用电器更加实用，使得家庭内部的可使用的物品能够更方便的整理配合在一起。还有很多人认为新一代的智能家居在费用上也会很高，这就是一些人的偏见了。成本高的肯定是新事物，但是不是所有的新事物都是高成本的。作为物联网无线通信为基础的智能家居系统，可以轻松的将家里的电脑，电视机，空调，冰箱等产品进行整合，形成一个远程的总体控制端，随用随开，而且不需要冗杂的传统布线。而且相对于传统的智能家居，室内的安防系统实现了无线远程观察，也可以远程控制和对话，施工上也是减去了很多大体力的工作。而且传统的智能家居的内部灵活性比较差，不能够大部分的升级，而且维护的费用也相对高一点。但是在无线通讯的应用上，智能家居系统具有很大的优势，现如今的智能电器等新兴产业的崛起，为智能家居带来了更大的助力。智能家居系统不仅节省了具体实施操作的时间，而且为室内也节约了相当一部分的空间。现在注重的是节能绿色环保，很多家庭的电器和设备都存在这实时浪费和许多不合理的使用。对每个家庭资源进行统一的处理和细化的分配，就能够有效地节约并且能够使资源的合理使用最大化。我希望我在研究的无线网络控制在智能家居上能够得到一定的应用，让人们对智能家居的看法能够更加深入，对于新一代的智能家居体系有这更高层次的了解，对智能化的家居生活有着更好的期待。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本文所选课题的研究背景 1
1.2本文课题所研究的目的和意义 2
1.3本文课题内容的现状以及发展 2
1.4本文课题所需要完成的工作 3
第二章 智能家居系统框架及总体设计 4
2.1材料的需求 4
2.2大致方案和模型的提出 4
2.3 STC单片机介绍 5
2.4 NRF905无线传输模块简介 7
2.5 传感器模块简介 8
2.5.1 有害气体传感器介绍 8
2.5.2 温湿度传感器介绍 8
2.5.3 人体红外传感器 9
2.6 液晶显示屏简介 9
第三章 智能家居整体系统的硬件及电路设计 11
3.1 基本单片机系统的设计 11
3.1.1系统内部单片机基本运行电路 11
3.1.2单片机内部所需电源和接口的电路 13
3.1.3时钟电路的设计 13
3.2 环境信息数据显示电路 15
3.3系统内部传感器的电路的设计 15
3.4 系统内部无线传输电路的设计 16
第四章 智能家居 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
系统的软件设计 18
4.1软件设计和基本概念 18
4.2 主控中心软件设计 18
第五章 总体系统的测试与调试 22
5.1硬件测试 22
5.1.1测试目标 22
5.1.2 测试所采用的策略 22
5.1.3 测试结论 27
5.2软件测试 27
5.3绘制原理图的一些问题 28
5.4绘制PCB板 28
5.5系统程序测试遇到的问题 29
致 谢 31
结束语 32
参考文献 33
附 录 34
附录一：硬件电路原理图 34
附录二：程序 39
第一章 绪论
1.1本文所选课题的研究背景
智能家居作为新一代的新理念，有着与众不同的格局和意义。在快速发展的21世纪，我们所需要的并且能够承载更多信息的居所以及智能化的东西，就是智能家居的存在。它的发展并不是偶然，早在19世纪末的欧洲时期就已经开始提出了家居的便捷安全，这也正符合现代的智能家居的观念。
在基本的传统智能家居的体系中，大多数的布线设计采用的是进行有线的铺设，并且需要在房间中打较多的墙洞，这就增加了整体工作的繁重度，也使得所谓的智能家居缺少了所谓的智能所带来的方便和快捷。传统的布线着重在多，杂，对于后期的扩展性有着巨大的阻碍。在总体的设计上，有很多地方是不可改变性的，这也就使得部分的家居设计不能够随着整体的变化而产生改变，这样一来就把智能家居的特点给削减了，不能够带给用户使用和体验上的舒适和变化的快捷。所以，智能家居势必要向着无线的方向去发展，将大多数的用户产品和内部使用物品进行无线控制，使得人们的双手解放，让家居生活智能化起来。无线网络具有很多有线网络不具备的特点，首先在布线上无线网络就可以随机应变，节省下很大一部分的空间，而且无线网络的流动性更大，可改变性更强，基本上能够做到随用随开，随时随地的方便快捷。更重要的是，无线网络更加符合智能家居所具有的特点，将用户的需求扩大化，使得用户的使用体验感和处理便捷感最大化。
智能家居在实际中的实践和改进带来了整体上的不停的进步和完善，根据用户的个性化需求，可以在系统中加入更多元化的东西。在综合布线技术上使用无线连接的手段，在网络通信上采取物联网关联技术，在安全防范技术上实现安防报警和气体温度测试并且保证住户的安全，在自动控制技术上采用多种智能化产品与用户的衣食住行所挂钩，提供相应的个性化服务，在音视频技术上利用远程控制和实时展示播放等功能设备为用户提供不一样的视觉感受和娱乐需求。并且在现在很多智能电子产品在生活中用的很普遍，比如智能手机，平板电脑等，都可以与智能家居相结合，形成一个可以远程控制并且实时检测的终端，为智能家居的便捷安全提供了保证。
智能化作为智能家居的重要特点，让人们感受到智能家居的便利，但是同时人们对安全的考虑也是必要的，所以这就让我对室内外的环境进行了考虑。基于物联网的智能家居系统体系也就应运而生，这样的管理系统需要将用户的室内外的数据进行收集，再由系统的中心控制器进行分析处理，最后再将数据放在LCD屏幕上进行显示，实现了数据的公开化，让用户实时了解身边的坏境信息。在当下强调绿色为主的环保概念下，智能家居控制系统能够在多种条件下为用户提供完善的绿色意见，智能地为用户控制居室内外的温湿度，检验空气成分，自动调节灯光强暗，提前开门或者开灯等等一系列的智能化服务。智能家居控制系统会在一次又一次的实践与使用中完成升级和完善，为人们提供更好的智能化，绿色生活的体验。
1.2本文课题所研究的目的和意义
智能家居系统确实是发展比较快速的一个领域，但是对于用户而言，有很大一部分人都是停留在传统的物联网智能家居的基础上，我个人认为智能家居不仅仅是让我们在生活品质上有所提高，更重要的是让我们的生活更方便，让诸多的家用电器更加实用，使得家庭内部的可使用的物品能够更方便的整理配合在一起。还有很多人认为新一代的智能家居在费用上也会很高，这就是一些人的偏见了。成本高的肯定是新事物，但是不是所有的新事物都是高成本的。作为物联网无线通信为基础的智能家居系统，可以轻松的将家里的电脑，电视机，空调，冰箱等产品进行整合，形成一个远程的总体控制端，随用随开，而且不需要冗杂的传统布线。而且相对于传统的智能家居，室内的安防系统实现了无线远程观察，也可以远程控制和对话，施工上也是减去了很多大体力的工作。而且传统的智能家居的内部灵活性比较差，不能够大部分的升级，而且维护的费用也相对高一点。但是在无线通讯的应用上，智能家居系统具有很大的优势，现如今的智能电器等新兴产业的崛起，为智能家居带来了更大的助力。智能家居系统不仅节省了具体实施操作的时间，而且为室内也节约了相当一部分的空间。现在注重的是节能绿色环保，很多家庭的电器和设备都存在这实时浪费和许多不合理的使用。对每个家庭资源进行统一的处理和细化的分配，就能够有效地节约并且能够使资源的合理使用最大化。我希望我在研究的无线网络控制在智能家居上能够得到一定的应用，让人们对智能家居的看法能够更加深入，对于新一代的智能家居体系有这更高层次的了解，对智能化的家居生活有着更好的期待。
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