LabVIEW的智能家居系统设计
LabVIEW的智能家居系统设计[20200121210132]
摘 要
智能家居系统是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。 本课题基于LabVIEW的智能家居系统模拟通过物联网技术将家中的各种设备（如照明系统，空调以及电饭煲）连接到一起，提供家电控制、照明控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。
本文首先对基于LabVIEW的智能家居系统的背景、意义、研究现状以及研究方法等进行了简要的介绍，并对基于虚拟仪器技术数据采集的思想进行了概述。随后介绍了该智能家居系统的总体构成和，并详细而又明确分析了系统可实现的功能。硬件部分主要是由泛华测控的next board数据采集卡以及运用到四大模块，分别是光敏电阻模块，热敏电阻模块，物联网节点模块以及USB无线网关，其中物联网模块包含接收信号模块以及发送信号模块。软件部分采用美国国家仪器有限公司的LabVIEW图形化软件开发平台完成，重点介绍了应用程序的编写，运用了nextIoT二次开发函数，实现对数据的采集，将LabVIEW软件引入到智能家居系统设计中，实现自动控制室内照明，自动控制空调的开启以及定时启动电饭煲。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:nextboard物联网LabVIEW
目录
1．绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 什么是智能家居 1
1.3 智能家居与普通家居比较 1
1.4 智能家居系统的研究现状 2
1.5 智能家居系统研究的内容和意义 2
1.5.1研究的内容 2
1.5.2研究的意义 2
1.6 论文章节安排 2
2．基于LabVIEW的数据采集系统概述 4
2.1 虚拟仪器技术的简介 4
2.2 LabVIEW的开发环境 4
2.3 LabVIEW的软件开发平台的优势 5
2.4基于LabVIEW的数据采集系统的设计 5
2.4.1 数据采集卡的定义与分类 5
2.4.2 采样定理 6
2.4.3 数据采集卡介绍 7
3．智能家居系统的硬件设计 12
3.1 智能家居系统硬件的总体设计 12
3.2 光照强度控制 12
3.2.1 光敏电阻实验模块 12
3.2.2 物联网节点接收模块 14
3.2.3 USB无线网关 16
3.2.4 物联网节点发送模块 17
3.2.5 整体硬件连接图 17
3.3 温度控制 18
3.3.1 热敏电阻实验模块 18
3.3.2 其他模块 19
3.3.3整体硬件连接图 19
3.4定时启动 19
4．系统软件设计与功能实现 21
4.1 智能家居系统的软件总体设计 21
4.2 智能家居系统的软件前面板设计 22
4.3 智能家居系统的软件程序框图设计 24
4.3.1 初始化程序设计 25
4.3.2 用户登录 25
4.3.3 智能控制 26
4.4调试结果与分析 32
5．总结 35
参考文献 36
致 谢 37
1．绪论
1.1 课题背景
随着计算机网络的发展，为控制网络化的产生奠定了一定的基础，现代控制系统已经成为信息化家居的一个必不可少的部分。近年来随着自动控制、集成电路、智能技术的大规模发展，一种被称为“智能控制网络”的新型网络随之诞生。
在这个多元化的世界中，IT产业已经不断地向传统的建筑业、家电业渗透，越来越多的信息智能型家居产品也随之出现，家庭网关、智能家庭局域网、信息家电等这些与智能家居有着密切联系的名词，已经被广大老百姓所知。现代社会也越来越关注怎样设计出一个低成本、高效率的智能家居系统。随着科技的进步，家用电器已经能够集中的管理与控制，就如同一个小型的网络一样，但是在生活中也存在着一定的问题，管理不够方便。而物联网的发展让我们由梦想变成现实，它可以实现从物到物，传感器到电器，将它们相连，实现自动控制，我们很好的运用这个网络，就可以实现远程对家电网络的管理和控制。
1.2 什么是智能家居
智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境；智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起；智能家居强调人的主观能动性，要求重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制室内居住环境[1]。
智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按人们的要求而实现的。智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术以及集成技术建立一个综合信息服务和管理系统，它可以覆盖到由家庭到小区乃至整个城市，通过这种方式可以提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。
1.3 智能家居与普通家居比较
智能家居与普通家居最大的区别，就是运用了一种现代高科技的元素，可以是一个过程也可以是一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术和综合布线技术，将与家居生活相关的各种子系统有机结合起来，用户集中管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通的家居相比，智能家居改变了普通家居的被动静止结构，让家居成为具有智慧的工具，附予了它人性化的关怀服务，实现全方位的信息交流，帮助家庭与外界保持信息交流，优化人们的生活，甚至可以节省能源费用。
1.4 智能家居系统的研究现状
智能化家居的技术用于我国，目前主要体现在对照明、电器的控制以及安全防范上。不仅如此，智能化家居还能充当家庭秘书。它可以通过数字语音留言系统，方便地对家人留言，还能在家或远程提取家人的语音留言。20世纪90年代，智能家居刚出现在中国，没有出现专业的智能家居生产厂商，只有深圳的一两家公司开始接触智能家居，它们主要是做美国X-10智能家居代理销售，进行进口零售业务，这也是中国开始向智能化家居迈出第一步。到21世纪初，开始出现了智能家居研发生产企业。渐渐地，智能家居发展极为迅速，现在已经到达了一个新的高潮。
现代生活方式正在不断地改变，信息技术、网络技术也在不断地提高，智能家居已经正逐步走进人们的生活。近年来信息技术、嵌入式技术的飞速发展也为家电自动化和智能化提供了可能；嵌入式系统是现代科学多学科互相融合的以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类控制模块，加上接入Internet的网络技术，而适应各种应用环境的项目[2]。
1.5 智能家居系统研究的内容和意义
1.5.1研究的内容
智能化家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防系统、灯光和窗帘控制、场景联动、煤气阀控制、信息家电、空调和新风系统、地板采暖、水处理、可视对讲以及远程通讯系统等有机地结合在一起，通过网络化的综合智能控制和管理，带来真正“以人为本”的全新家居生活体验。
1.5.2研究的意义
智能家居的基本目标，就是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效率的生活环境，提供一种富有人性化的服务。例如：通过开关控制系统，可以实现对室内照明的自动调节、开关遥控。用户可以轻松实现在任何地方控制任何一组灯，细微之处体现点滴关怀；通过自动监控系统，对火警、煤气泄漏等家居进行安全监控，大大减少了损失；智能家居的便利，显现在生活中细节当中。
1.6 论文章节安排
本文在对虚拟仪器技术、LabVIEW软件开发平台、物联网、传感器技术及智能家居等技术的发展现状有一定的了解的基础上，阐述设计了基于LabVIEW的智能家居系统设计的实际意义，并设计基于LabVIEW的智能家居系统。采用泛华测控的next board进行数据的采集，以及物联网模块的使用，实现从传感器到实物，自动控制室内灯，控制空调的开启以及电饭煲的定时启动。
摘 要
智能家居系统是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。 本课题基于LabVIEW的智能家居系统模拟通过物联网技术将家中的各种设备（如照明系统，空调以及电饭煲）连接到一起，提供家电控制、照明控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。
本文首先对基于LabVIEW的智能家居系统的背景、意义、研究现状以及研究方法等进行了简要的介绍，并对基于虚拟仪器技术数据采集的思想进行了概述。随后介绍了该智能家居系统的总体构成和，并详细而又明确分析了系统可实现的功能。硬件部分主要是由泛华测控的next board数据采集卡以及运用到四大模块，分别是光敏电阻模块，热敏电阻模块，物联网节点模块以及USB无线网关，其中物联网模块包含接收信号模块以及发送信号模块。软件部分采用美国国家仪器有限公司的LabVIEW图形化软件开发平台完成，重点介绍了应用程序的编写，运用了nextIoT二次开发函数，实现对数据的采集，将LabVIEW软件引入到智能家居系统设计中，实现自动控制室内照明，自动控制空调的开启以及定时启动电饭煲。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:nextboard物联网LabVIEW
目录
1．绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 什么是智能家居 1
1.3 智能家居与普通家居比较 1
1.4 智能家居系统的研究现状 2
1.5 智能家居系统研究的内容和意义 2
1.5.1研究的内容 2
1.5.2研究的意义 2
1.6 论文章节安排 2
2．基于LabVIEW的数据采集系统概述 4
2.1 虚拟仪器技术的简介 4
2.2 LabVIEW的开发环境 4
2.3 LabVIEW的软件开发平台的优势 5
2.4基于LabVIEW的数据采集系统的设计 5
2.4.1 数据采集卡的定义与分类 5
2.4.2 采样定理 6
2.4.3 数据采集卡介绍 7
3．智能家居系统的硬件设计 12
3.1 智能家居系统硬件的总体设计 12
3.2 光照强度控制 12
3.2.1 光敏电阻实验模块 12
3.2.2 物联网节点接收模块 14
3.2.3 USB无线网关 16
3.2.4 物联网节点发送模块 17
3.2.5 整体硬件连接图 17
3.3 温度控制 18
3.3.1 热敏电阻实验模块 18
3.3.2 其他模块 19
3.3.3整体硬件连接图 19
3.4定时启动 19
4．系统软件设计与功能实现 21
4.1 智能家居系统的软件总体设计 21
4.2 智能家居系统的软件前面板设计 22
4.3 智能家居系统的软件程序框图设计 24
4.3.1 初始化程序设计 25
4.3.2 用户登录 25
4.3.3 智能控制 26
4.4调试结果与分析 32
5．总结 35
参考文献 36
致 谢 37
1．绪论
1.1 课题背景
随着计算机网络的发展，为控制网络化的产生奠定了一定的基础，现代控制系统已经成为信息化家居的一个必不可少的部分。近年来随着自动控制、集成电路、智能技术的大规模发展，一种被称为“智能控制网络”的新型网络随之诞生。
在这个多元化的世界中，IT产业已经不断地向传统的建筑业、家电业渗透，越来越多的信息智能型家居产品也随之出现，家庭网关、智能家庭局域网、信息家电等这些与智能家居有着密切联系的名词，已经被广大老百姓所知。现代社会也越来越关注怎样设计出一个低成本、高效率的智能家居系统。随着科技的进步，家用电器已经能够集中的管理与控制，就如同一个小型的网络一样，但是在生活中也存在着一定的问题，管理不够方便。而物联网的发展让我们由梦想变成现实，它可以实现从物到物，传感器到电器，将它们相连，实现自动控制，我们很好的运用这个网络，就可以实现远程对家电网络的管理和控制。
1.2 什么是智能家居
智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境；智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起；智能家居强调人的主观能动性，要求重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制室内居住环境[1]。
智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按人们的要求而实现的。智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术以及集成技术建立一个综合信息服务和管理系统，它可以覆盖到由家庭到小区乃至整个城市，通过这种方式可以提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。
1.3 智能家居与普通家居比较
智能家居与普通家居最大的区别，就是运用了一种现代高科技的元素，可以是一个过程也可以是一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术和综合布线技术，将与家居生活相关的各种子系统有机结合起来，用户集中管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通的家居相比，智能家居改变了普通家居的被动静止结构，让家居成为具有智慧的工具，附予了它人性化的关怀服务，实现全方位的信息交流，帮助家庭与外界保持信息交流，优化人们的生活，甚至可以节省能源费用。
1.4 智能家居系统的研究现状
智能化家居的技术用于我国，目前主要体现在对照明、电器的控制以及安全防范上。不仅如此，智能化家居还能充当家庭秘书。它可以通过数字语音留言系统，方便地对家人留言，还能在家或远程提取家人的语音留言。20世纪90年代，智能家居刚出现在中国，没有出现专业的智能家居生产厂商，只有深圳的一两家公司开始接触智能家居，它们主要是做美国X-10智能家居代理销售，进行进口零售业务，这也是中国开始向智能化家居迈出第一步。到21世纪初，开始出现了智能家居研发生产企业。渐渐地，智能家居发展极为迅速，现在已经到达了一个新的高潮。
现代生活方式正在不断地改变，信息技术、网络技术也在不断地提高，智能家居已经正逐步走进人们的生活。近年来信息技术、嵌入式技术的飞速发展也为家电自动化和智能化提供了可能；嵌入式系统是现代科学多学科互相融合的以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类控制模块，加上接入Internet的网络技术，而适应各种应用环境的项目[2]。
1.5 智能家居系统研究的内容和意义
1.5.1研究的内容
智能化家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防系统、灯光和窗帘控制、场景联动、煤气阀控制、信息家电、空调和新风系统、地板采暖、水处理、可视对讲以及远程通讯系统等有机地结合在一起，通过网络化的综合智能控制和管理，带来真正“以人为本”的全新家居生活体验。
1.5.2研究的意义
智能家居的基本目标，就是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效率的生活环境，提供一种富有人性化的服务。例如：通过开关控制系统，可以实现对室内照明的自动调节、开关遥控。用户可以轻松实现在任何地方控制任何一组灯，细微之处体现点滴关怀；通过自动监控系统，对火警、煤气泄漏等家居进行安全监控，大大减少了损失；智能家居的便利，显现在生活中细节当中。
1.6 论文章节安排
本文在对虚拟仪器技术、LabVIEW软件开发平台、物联网、传感器技术及智能家居等技术的发展现状有一定的了解的基础上，阐述设计了基于LabVIEW的智能家居系统设计的实际意义，并设计基于LabVIEW的智能家居系统。采用泛华测控的next board进行数据的采集，以及物联网模块的使用，实现从传感器到实物，自动控制室内灯，控制空调的开启以及电饭煲的定时启动。
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