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基于STM32物联网WiFi智能家居控制系统设计(原理图+源代码+系统资料) 原理图:Altium Designer 程序编译器:keil 5 编程语言:C语言 设计编号:C0053 主要功能: 1.可以检测环境中温湿度,气压,一氧化碳,空气质量,烟雾浓度和光照强度; 2.将测量的值显示在屏幕上,数据上报机智云平台可以通过手机APP实时查看当前的状态; 3.通过光敏传感器检测光照强度,当光照强度小于阈值,表明此时天黑了,自动点亮LED灯照明并且自动关闭窗帘!反之!就会关闭灯!打开窗帘,可以实现手动打开关闭; 4.可以通过过按键调节系统阈值,可以实现系统阈值掉电保存。
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I
摘 要:二十一世纪是一个信息化、数字化的社会,信息化数字化不仅改变了人们的生
活方式,也对传统民居提出了新的挑战。人们对居住环境的要求不仅是一个简单的物质空间,
更追求是一个安全、方便、舒适的生活环境。本文详细介绍了智能家居控制系统的设计。本
设计运用 STM32F407ZET6 作为主控芯片。通过各类传感器对住宅环境进行采集数据,并将信
息反馈到中央控制器,对整个居家环境进行实时监测。本文详细介绍了各类传感器模块。通
过软、硬件的协调设计,保证了整个系统的运行稳定,达到了智能化控制的效果,给用户带
来舒适居家感受的同时,使用户能够全身心投入到工作中。
关键词:嵌入式; STM32; 智能家居; 控制; 传感器;
Abstract:The twenty-first Century is an information and digital society. The digitalization of
information has not only changed the way of people's life, but also put forward new challenges to the
traditional dwellings. People's demand for living environment is not only a simple material space,
but also a safe, convenient and comfortable living environment. This paper introduces the design of
smart home control system in detail. This design uses STM32F407ZET6 as the main control chip.
Through various sensors to collect data from residential environment, and feedback information to
the central controller, the whole home environment is monitored in real time. In this paper, all kinds
of sensor modules are introduced in detail. Through the coordinated design of soft and hardware, it
ensures the stability of the whole system, achieves the effect of intelligent control, and brings the
comfortable home feeling to the user, and the user can put the whole body into the work.
Key words:Embedded systems; STM32; Smart home; Control; Sensor
II
目 录
摘 要............................................................................................................................I
Abstract ..............................................................................................................................I
目 录 ..........................................................................................................................II
1 引言 .............................................................................................................................1
2 设计概要 .....................................................................................................................2
2.1 系统设计创新点 ..................................................................................................2
2.2 论文简述 ..............................................................................................................2
3 开发工具与 MCU.......................................................................................................3
3.1 指导思想 ..............................................................................................................3
3.2 STM32F4xx..............................................................................................................3
3.3 KEIL MDK V5.....................................................................................................6
4 分析与设计 .................................................................................................................7
4.1 分析方案 ..............................................................................................................7
4.1.1 系统分析方案 ...............................................................................................7
4.1.2 数据存储方案分析 .......................................................................................7
4.1.3 可视化方案分析 ...........................................................................................8
4.2 系统功能设计 ......................................................................................................8
5 详细设计与实现 .........................................................................................................9
5.1 原理图与系统设计规范 ......................................................................................9
5.2 系统模块介绍与实现 ....................................................................................10
5.2.1 显示模块 .....................................................................................................10
5.2.2 数据采集模块 .............................................................................................13
5.2.3 温度与湿度模块 .........................................................................................17
5.2.4 气体采集模块 .............................................................................................19
5.2.5 红外控制模块 .............................................................................................21
5.2.6 光线检测模块 .............................................................................................25
5.2.7 报警模块 .....................................................................................................26
6 总结 ...........................................................................................................................27
参考文献 .........................................................................................................................27
致 谢 .........................................................................................................................29
第 1 页(共 28 页)
1 引言
在 21 世纪的今天人们的生活节奏越来越快,随之而来的是生活的压力也越来
越大,家庭成为人们最温馨的场所,人们对自己温暖舒适的家居环境的要求也越
来越高。现今的人们每天都过着朝九晚五的生活,同时来自社会各界的压力也愈
发加大,使得家早已成为人们的避风港,但是传统的居家环境对各个家电的控制
已经不能满足人们生活的需要。随着科学技术的飞速发展,电子行业的兴起,先
进的科技与人们想要的居家环境擦出了绚丽的火花—智能家居控制系统。时光飞
逝,智能家居从出现至今已有几十年的时间,在漫长的岁月中已逐渐趋于成熟、
安全、智能、高效、方便。智能化的家居生活也逐步得到广大群众的认可,从企
业到个人无时无刻都与它发生着亲密的关系,这也使得它的发展成为必然。
近几年智能家居的发展迅速,市面上的产品也越来越多,但是也有很多不尽
完美的地方,其主要原因是标准的不统一和权威产品的缺乏。随着科技的发展与
技术的更新,智能家居控制的开发与研究已成为国家经济发展的必然趋势,智能
家居控制系统为人们提供更为人性化的设计,智能的为人们提供温度、湿度等空
气成分的检测,智能的为人们打造适宜的生活环境,为人们快节奏的生活减小压
力的同时提供了巨大的方便。
第 2 页(共 28 页)
2 设计概要
2.1 系统设计创新点
该智能家居控制系统主要功能包括:温湿度数据采集,光照控制,红外控制
家电等功能,可通过手机蓝牙调试助手发送特定命令进行控制。
整个系统采用模块化设计,调试方便,可根据不同家庭的需求自由组合。符合
人性化设计,体现了“以人为本”的设计理念。
2.2 论文简述
论文主要包括智能家居控制系统软件部分的整体设计思路及外设硬件部分的
介绍与设计。主要包括主要控制芯片的选择,开发环境的介绍,各类传感器的介
绍。
其中,第一部分为引言,介绍了智能家居控制系统发展现状和应用前景;第
二部分设计概述,大致介绍整个系统的基本设计思路和论文的结构;第三部分是
开发工具与 MCU,主要是主控芯片的选择及开发环境的介绍;第四部分为智能家居
控制系统的总体设计与分析;第五部分是系统详细设计与实现,主要介绍了各个
传感器模块,及智能家居控制系统的实现过程;第六部分是总结及参考文献;第
七部分是鸣谢。
第 3 页(共 28 页)
3 开发工具与 MCU
3.1 指导思想
本系统主要运用 C 语言进行开发,使用 Keil5 集成开发环境,采用现今技术已
经成熟的器材,以保证系统正常、高效、稳定的运行,用户安全、安心的使用。
3.2 STM32F4xx
STM32 系列单片机是基于 ARM 公司的 Cortex-M4 内核由 ST 公司生产,款型
十分多样、功能较为完备、技术相对成熟、资料丰富齐全非常适合现今智能家居
的研发。
STM32F4 系列单片机是基于 ARM Cortex-M4 内核的高性能、低功耗、低成本
的微控制器,它采用了 90 纳米的 NVM 工艺和 ART 技术。ART 技术的运用使得
程序零等待执行,大大提高了程序执行的效率。STM32F4 系列不仅全面兼容
STM32F2 系列产品,其性能高达 210DMIPS@168MHz,而且还集成了新的单周器
DSP 指令和 FPU 指令,提升了控制算法的执行速度,提供全面的库函数提高了开
发是代码的效率。
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