物联网的智能家居控制系统设计
摘 要 物联网是现代技术的构成部分之一，同样也是现代“信息化”发展的关键阶段。然而智能家居技术是物联网其中的一个重要应用技术。基于物联网的智能家居控制系统则的核心是利用局域网或者互联网等相关信息化通信技术把接收器、控制器、各类传感器等以一种智能化的模式关联到一起，从而形成人和物，物和物之间的串联。通过住宅的形式，充分利用物联网技术，把家电等家具设施相联系，能够构成人们日常家居活动和实物的管理系统，提高生活品质和效率。通过控制系统终端，提高了家居生活的便利性，安全性，舒适性等。 本文研究设计了一种通过以物联网为根本背景，智能住宅为对象的，实现终端控制的系统。其操作指令由家中等待接收信号的GSM模块从用户手机接收，再经过GSM模块控制AT89C52单片机，通过红外无线局域网传输相关信息从而进行控制家电的运作，以此完成对智能家居的控制，同时可以回馈家电工作的信息，以便实现下一步的控制。整个系统性能稳定，安全可靠。这系统可以用于家电设备的控制，也可以用于家庭安全报警等，一起组建智能家居控制系统。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 物联网智能家居控制系统的背景及意义 1
1.2物联网的关键技术 1
1.3智能家居物联网控制系统特点 2
1.4智能家居国内外发展现状 2
1.5智能家居系统的主要构成及功能 3
1.6本章小结 3
第二章 总体设计 4
2.1功能设计 4
2.2系统总体设计 5
2.3本章小结 5
第三章 硬件系统设计 6
3.1单片机控制模块 6
3.2 GSM无线通信模块——TC35i 10
3.2.1 AT指令 11
3.2.2 PDU 11
3.3传感器模块 12
3.3.1 DS18B20温度传感器 12
3.3.2烟雾传感器MQ2 14
3.4步进电机模块 14
3.5灯光控制电路模块 15
3.6家用电器控制模块 16
3.7本章小结 17
第四章 系统软件设计 18
4
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.1系统软件总设计 18
4.2短消息发送程序设计 18
4.3煤气检测模块设计 20
4.4灯光控制模块 21
4.5本章小结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1 物联网智能家居控制系统的背景及意义
经济在进步，时代在发展。生活、生产对于快速，高效，智能便捷的需求日益严重。物联网技术，应用而生。在需求最严重，最普遍的家居生活中，物联网技术也日渐成熟，并得到人们的信任与应用。人们经常为了自己的工作早出晚归，从而家里留下了老人和小孩。出门了，便不再可以有求于家里人。他们可能走的太过匆忙忘记了关灯，严寒酷暑可能想早点开好空调回家享受。这时候传统意义上的电话，电脑等都不足以满足人们对住宅设施、家居生活的远程控制。因此，基于物联网的智能家居控制系统在这种需求下产生了，足以解决以上问题。
物联网是通过物与物相关联的一种网络。可以实现智能化辨认、跟踪、报警、管理为一体的一种新型网络。主要由射频识别系统、电子标签码、CNS对象名解析服务器、主控制器、PML信息服务器组成，将物联网与智能家居控制系统相结合，人们可以更简单得操控家电，创造简单舒适的生活环境。以实现集中控制，分散布点，具有较高的可靠性，控制系统操作简便，家居生活更为便利舒适等优势，这为未来智能家居的发展提供了基础，对未来有了很好的展望。
智能家居控制系统由各个模块组成，这些模块需要如今先进的技术才能高效控制家电等设备，系统把智能家居作为平台，通过安防报警技术、自动控制技术、物联网技术、网络通信技术等将家电等家具设备等相关联，能够构成人们日常家居活动和实物的管理系统。这是一个为用户提高生活品质，为用户创造安全便利生活环境的一个系统平台，为实现智能家居全面发展提供了基础。
1.2物联网的关键技术
物联网广泛应用存在于我们的生活中，越来越多的开发商探究这一领域的商机，其相关技术被众而广知。
1.传感器技术：
在如今现代化的生活中，传感器技术随处可见，这门技术已经发展成为必不可少的生活必需品。传感器可以通过检测到的外部情况，如温度、湿度、光照强度等将模拟信号转换成数字信号，再通过计算机加以处理。
2.RFID标签：
同样是一种传感器技术。RFID技术是将无线射频技术与嵌入式技术融为一体的技术，RFID在公交系统、小区安防系统等领域有着很好的发展前景。
3.嵌入式系统技术：
是综合利用了传感器技术、电路集成技术、电子应用技术共为一体的一门复杂技术。
1.3智能家居物联网控制系统特点
1.系统构成灵活
从整体上看，智能家居控制系统是由照明系统、电器控制系统、安防报警系统等通过网络通讯综合组合成为一个整体。为了实现用户操作便捷，可以相应得增加或减少子系统，来满足用户的需要。
2.操作管理便捷
用户可以通过手机、互联网、平板等终端设备来操控家中的电器，或者监测家中情况来实现家居智能化，十分便捷方便。
3.场景控制功能丰富
可以根据用户需求设置多种智能模式，满足各个场景。通过控制终端将各个子系统彼此单独操纵完成离家模式，回家模式，节能模式等各种模式场景，提高生活品质。
4.信息资源共享
可以将家中的湿度和温度通过网络显示在手机等终端设备，不仅主人可以了解到家中情况，还可以实现资源共享，从而为人们提供有价值的信息。
5.安装、调试方便
通过无线传感，简单操作，实现最大的人性化。
1.4智能家居国内外发展现状
1.国外发展现状
自1984年世界上第一栋智能家居于美国完工之后，欧洲、澳大利亚、新加坡等经济发达的国家都先后提出了各式各样智能家居的方案。为之后智能家居的发展奠定了强有力的发展基础。在20世纪初，美国有了高于40000户住宅安装了智能家居；新加坡则有将近5000户的安装住户。现今国外的智能家居建设技术日益成熟，带来了将近4500亿美元市场价值。一些欧美国家及美国在对于智能家居系统的研发一直处于领头羊地位。以微软公司及IBM公司等为首的一些知名企业都开始研发智能家居系统。譬如“家庭主任”、“居所之门”等成熟的技术慢慢霸占了智能家居的市场，成为关键核心技术。一些日韩的知名企业也逐渐开始对智能家居领域蠢蠢欲动。
2.国内发展现状
20世纪末，我国对于智能家居的相关行业也日益兴起，上海、杭州、广州等东南部沿海城市的起步发展较早，随后逐渐向内陆地区发展。现今，智能家居历经了二十来年的探索阶段，全国的建筑面积达到了400亿平方米，预计到2020年还会新增300亿平方米的建筑面积。之后十年，智能化的建筑小区将会以数倍增加。截止今年，我国大多数住宅用户都已经安装了互联网，一些经济发达的城市有一半的住宅实现智能化。我国对于一些西方或者欧美的国家来说，在智能家居方面，由于经济相对落后从而起步晚，技术也尚不够成熟，一般还是以采用国外比较先进的一些技术产品为主。但同时我国的一些老牌企业，譬如清华同方、海尔等也推出了属于自己的产品，为智能家居在中国的发展起了推动作用。
1.5智能家居系统的主要构成及功能
为了提高人们的居住环境和生活质量，智能家居控制系统的宗旨是通过物联网技术建立一个有关于家庭住宅到小区以及到整个城市的控制系统和共享资源的管理服务系统。 智能家居控制系统主要由GSM模块、路由器、家电控制系统、安防系统、路由器、无线接收器、各种传感器等各个重要模块组成。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 物联网智能家居控制系统的背景及意义 1
1.2物联网的关键技术 1
1.3智能家居物联网控制系统特点 2
1.4智能家居国内外发展现状 2
1.5智能家居系统的主要构成及功能 3
1.6本章小结 3
第二章 总体设计 4
2.1功能设计 4
2.2系统总体设计 5
2.3本章小结 5
第三章 硬件系统设计 6
3.1单片机控制模块 6
3.2 GSM无线通信模块——TC35i 10
3.2.1 AT指令 11
3.2.2 PDU 11
3.3传感器模块 12
3.3.1 DS18B20温度传感器 12
3.3.2烟雾传感器MQ2 14
3.4步进电机模块 14
3.5灯光控制电路模块 15
3.6家用电器控制模块 16
3.7本章小结 17
第四章 系统软件设计 18
4
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
.1系统软件总设计 18
4.2短消息发送程序设计 18
4.3煤气检测模块设计 20
4.4灯光控制模块 21
4.5本章小结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1 物联网智能家居控制系统的背景及意义
经济在进步，时代在发展。生活、生产对于快速，高效，智能便捷的需求日益严重。物联网技术，应用而生。在需求最严重，最普遍的家居生活中，物联网技术也日渐成熟，并得到人们的信任与应用。人们经常为了自己的工作早出晚归，从而家里留下了老人和小孩。出门了，便不再可以有求于家里人。他们可能走的太过匆忙忘记了关灯，严寒酷暑可能想早点开好空调回家享受。这时候传统意义上的电话，电脑等都不足以满足人们对住宅设施、家居生活的远程控制。因此，基于物联网的智能家居控制系统在这种需求下产生了，足以解决以上问题。
物联网是通过物与物相关联的一种网络。可以实现智能化辨认、跟踪、报警、管理为一体的一种新型网络。主要由射频识别系统、电子标签码、CNS对象名解析服务器、主控制器、PML信息服务器组成，将物联网与智能家居控制系统相结合，人们可以更简单得操控家电，创造简单舒适的生活环境。以实现集中控制，分散布点，具有较高的可靠性，控制系统操作简便，家居生活更为便利舒适等优势，这为未来智能家居的发展提供了基础，对未来有了很好的展望。
智能家居控制系统由各个模块组成，这些模块需要如今先进的技术才能高效控制家电等设备，系统把智能家居作为平台，通过安防报警技术、自动控制技术、物联网技术、网络通信技术等将家电等家具设备等相关联，能够构成人们日常家居活动和实物的管理系统。这是一个为用户提高生活品质，为用户创造安全便利生活环境的一个系统平台，为实现智能家居全面发展提供了基础。
1.2物联网的关键技术
物联网广泛应用存在于我们的生活中，越来越多的开发商探究这一领域的商机，其相关技术被众而广知。
1.传感器技术：
在如今现代化的生活中，传感器技术随处可见，这门技术已经发展成为必不可少的生活必需品。传感器可以通过检测到的外部情况，如温度、湿度、光照强度等将模拟信号转换成数字信号，再通过计算机加以处理。
2.RFID标签：
同样是一种传感器技术。RFID技术是将无线射频技术与嵌入式技术融为一体的技术，RFID在公交系统、小区安防系统等领域有着很好的发展前景。
3.嵌入式系统技术：
是综合利用了传感器技术、电路集成技术、电子应用技术共为一体的一门复杂技术。
1.3智能家居物联网控制系统特点
1.系统构成灵活
从整体上看，智能家居控制系统是由照明系统、电器控制系统、安防报警系统等通过网络通讯综合组合成为一个整体。为了实现用户操作便捷，可以相应得增加或减少子系统，来满足用户的需要。
2.操作管理便捷
用户可以通过手机、互联网、平板等终端设备来操控家中的电器，或者监测家中情况来实现家居智能化，十分便捷方便。
3.场景控制功能丰富
可以根据用户需求设置多种智能模式，满足各个场景。通过控制终端将各个子系统彼此单独操纵完成离家模式，回家模式，节能模式等各种模式场景，提高生活品质。
4.信息资源共享
可以将家中的湿度和温度通过网络显示在手机等终端设备，不仅主人可以了解到家中情况，还可以实现资源共享，从而为人们提供有价值的信息。
5.安装、调试方便
通过无线传感，简单操作，实现最大的人性化。
1.4智能家居国内外发展现状
1.国外发展现状
自1984年世界上第一栋智能家居于美国完工之后，欧洲、澳大利亚、新加坡等经济发达的国家都先后提出了各式各样智能家居的方案。为之后智能家居的发展奠定了强有力的发展基础。在20世纪初，美国有了高于40000户住宅安装了智能家居；新加坡则有将近5000户的安装住户。现今国外的智能家居建设技术日益成熟，带来了将近4500亿美元市场价值。一些欧美国家及美国在对于智能家居系统的研发一直处于领头羊地位。以微软公司及IBM公司等为首的一些知名企业都开始研发智能家居系统。譬如“家庭主任”、“居所之门”等成熟的技术慢慢霸占了智能家居的市场，成为关键核心技术。一些日韩的知名企业也逐渐开始对智能家居领域蠢蠢欲动。
2.国内发展现状
20世纪末，我国对于智能家居的相关行业也日益兴起，上海、杭州、广州等东南部沿海城市的起步发展较早，随后逐渐向内陆地区发展。现今，智能家居历经了二十来年的探索阶段，全国的建筑面积达到了400亿平方米，预计到2020年还会新增300亿平方米的建筑面积。之后十年，智能化的建筑小区将会以数倍增加。截止今年，我国大多数住宅用户都已经安装了互联网，一些经济发达的城市有一半的住宅实现智能化。我国对于一些西方或者欧美的国家来说，在智能家居方面，由于经济相对落后从而起步晚，技术也尚不够成熟，一般还是以采用国外比较先进的一些技术产品为主。但同时我国的一些老牌企业，譬如清华同方、海尔等也推出了属于自己的产品，为智能家居在中国的发展起了推动作用。
1.5智能家居系统的主要构成及功能
为了提高人们的居住环境和生活质量，智能家居控制系统的宗旨是通过物联网技术建立一个有关于家庭住宅到小区以及到整个城市的控制系统和共享资源的管理服务系统。 智能家居控制系统主要由GSM模块、路由器、家电控制系统、安防系统、路由器、无线接收器、各种传感器等各个重要模块组成。
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