物联网智能家居系统--毕业论文

天津电子信息职业技术学院毕业论文题目物联网智能家居系统姓名专业班级指导教师完成时间天津电子信息职业技术学院制2017.1摘要：随着经济的高速增长。建立一个低成本、高效率的智能家居系统已成为当今世界的一个热点话题。目前越来越多的智能家居产品出现在市场上，其中以基于电话网的智能安防系统居多。目前在我国，使用家庭电话的用户越来越少，而且电话线路受地域的影响严重容易损坏，所以这类产品局限性很大。随着电信GSM网络覆盖范围的无缝化、广阔化以及手机的日益普及为基于GSM网络的智能家居系统提供了巨大的应用空间。本文设计了一种基于GSM网络的智能家居系统。本系统采用cortexA8为系统控制核心，对家庭中出现的意外情况使用各种传感器进行采集，然后通过GSM模块把采集到的信息发送给管理人员，管理员根据收到的信息发送相关指令给GSM模块来控制现场执行机构，完成意外情况的排除。关键词：智能家居GSM传感器远程控制目录一、绪论---------------------------------------------------------1（一）智能家居概述--------------------------------------------1（二）智能家居网络构成----------------------------------------21、家居网络控制平台----------------------------------------22、智能家居子系统------------------------------------------23、智能家居网络的信号传输介质------------------------------34、远程控制技术概括----------------------------------------45、智能家居控制系统的国内外发展现状------------------------5二、系统需求分析及方案--------------------------------------------6（一）应用程序功能需求分析-------------------------------------6（二）开发环境需求分析-----------------------------------------61、硬件环境-----------------------------------------------62、软件环境-----------------------------------------------7三、硬件模块及其驱动设计实现--------------------------------------7（一）主控模块------------------------------------------------7（二）通信模块-----------------------------------------------71、TC35模块简介-------------------------------------------72、TC35模块与cortexA8连接方式----------------------------73、传感器模块----------------------------------------------8四、系统软件部分-------------------------------------------------36（一）主程序及大致流程----------------------------------------361、温度监测线程-------------------------------------------372、视频监测线程-------------------------------------------383、报警流程-----------------------------------------------39（二）短消息程序设计------------------------------------------401、AT指令介绍--------------------------------------------402、PDU编码规则--------------------------------------------423、短信模式设置-------------------------------------------424、短信的发送方法-----------------------------------------43五、测试及结论---------------------------------------------------43（一）测试原则------------------------------------------------43（二）测试方案------------------------------------------------43（三）结论----------------------------------------------------44参考文献------------------------------------------------------451一、绪论21世纪是信息化的时代，物联网新技术推动了人类文明的进步。随着人们生活水平的提高以及科技的高速发展，智能化家居已成为一种必然趋势而深入千家万户。智能化家居是利用电力自动化、计算机、网络通信、信息、结构化布线、无线等技术将多种设备应用和综合功能组成一个强大的完善的系统。它以住房为平台，同时兼备网络家电、家电设备自动化、建筑、通信、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集结构、服务、系统、管理为一体的舒适、节能、安全、便利、高效、娱乐、环保的居住环境。本文介绍的智能化家居控制系统可以使得人们通过手机在任何时候、任意地点对家中的任意电器（例如：热水器、空调、电饭煲、灯光等）进行远程控制。你可以在下班途中，预先将家中的空调打开、电饭煲煮好香喷喷的米饭、让热水器提前烧好热水，而这一切的实现都仅仅是靠一条短信完成。本系统采用cortexA8作为主控器件，远程控制是基于GSM网络短消息通信方式，AT指令作为系统控制命令，cortexA8通过对收到的信息进行解码来识别控制信号，用户只需向TC35模块发送相应指令即可实现远程控制操作。温度传感器完成现场信息的采集，cortexA8对数据进行及时的处理，实现实时测控；短消息发送部分采用基于GSM模块TC35和IT公司的电平转换芯片MAX232等器件构成的移动终端的硬件电路，完成短消息收发功能。（一）智能家居概述进入21世纪，科学技术与生产力加速了社会的发展创造能力，随之而来的也是人类对于物质水平的大力需求，而居住的环境要求也成为了人们关注的领域，所以“智能化”这一概念也促使科技工作者们将其引入智能家居民应用方面的小区住宅以及小区建筑技术之中。由于计算机控制系统发展迅速，以及电子信息行业的发展成长快速，也大力促进了智能家居控制系统的产生。因为固定电话和互联网技术基本上是传统智能家居控制系统的技术核心，所以安装固定电话以及互联网成为了达到家庭用户传统智能家居控制系统的产生的根本硬件技术、以及硬件要求。但是随着电子技术、智能通信技术以及网络技术发展日新月异的今天，基于GSM网络通讯体统的低成本无限制智能家居控制系统成为广大居民以及中国居民享受新一代智能家居控制系统的变革捷径。智能家居系统成为一种新兴的综合技术学科。智能家居系统也可被定义为2一个控制过程，或者控制系统，利用现在被大多数科技人员已掌握的计算机技术、网络布线技术、网络通信系统将其糅合，使之成为融合在家居控制中的多个子系统，并使其智能的结合在一起。目前相比较其他时分多址技术手段而言，更加完美、成熟、应用更广泛的一种普及率很高的系统是GSM(GlobalSystemforMobilecommunication)系统。在我国，已建成的基本覆盖全国的GSM数字蜂窝移动技术信息网，早已成为我国公众移动生活密不可分的一种技术之一。在GSM短信服务的基础上，智能家居控制系统是在移动网络通讯技术的短信应用功能的技术运用。由于GSM网络通讯系统在全国范围实现了联网以及漫游能力，所以它的网络功能很强大，用户无需另外搭建网络，因此，在GSM网络覆盖率达到全国范围的情况下，为客户省下了昂贵的网络搭建费用以及维护网络费用。同时，它对用户数量的限制也十分少，也为客户克服了一般智能家居控制系统中系统成本高、维护艰难、并且网络覆盖范围小以及用户组数量少的缺点。相比传统网络智能家居控制系统在网络通信覆盖率上具有较大的优势，加之GSM本身就具有数据的输送功能，这也促成了GSM应用在广大生活中得到迅速普及。基于GSM的无线通讯智能系统还具有双线传送数据的功能、性能稳定。为客户在远程操控以及用户控制设备提供了强大技术平台。远程操控系统应用广泛，遍及中国经济生活发展的各大领域。而且目前人们正在使用中的操控系统从成本、性能、稳定性、便捷性以及维护的难易方面基本都不能使人们最大程度的满意。所以，GSM网络通信技术的提出大大的提升了智能家居控制系统的完善程度。（二）智能家居网络构成1、家居网络控制平台智能家居主控制平台是智能家居控制系统的“心脏”部分，等效的可以说是智能家居的核心。对方可以通过手机短信的方式接受用户命令并实时操作，或者对对用户手机发送控制电器运转情况，对家庭总线和各个网络子系统实施连接，完成智能家居控制系统平台的链接构成。2、智能家居子系统智能家居系统的连接一般均为家电网络中的耗电类型的家电电器。例如冰箱、空调、电磁炉、热水器、电饭煲、电灯等家用电器。这些消耗电类型的家3庭电器可以在现场立即布线互联构成智能家居系统，与主控家居智能平台相连接，再进行现场网络综合布线连接智能家居子系统，就可以由用户利用协议中的操作指令短信操作家庭中电器设备了。3、智能家居网络的信号传输介质智能家居网络通讯形式多彩多样，可以采用不同的传输介质传输网络通讯信号，大体上有电力线、电话线、双绞线、无线方式。（1)电力线基于电力线为传输介质的通信网络可以说是最方便的，因为现在家庭基本都已铺设供电源的电源线而且家中的电源线已经延伸到家庭生活的每个角落。而且，现在大部分家用电器设备都离不开电源。所以利用家中的电力线完成智能家居控制系统网络方案方便而且经济便宜。在国际上，首个实现家庭电器智能化的方案便是通过电力线作为信息传输载体的而达成的。(2)电话线利用电话线作为网络信息传输载体起步虽然相较于电力线稍微晚一些，但是因为它具有布局简单、使用方便、安全性能好和易于大规模推广等优点，而且近期电话线的传输速率也完成了大幅度提升，所以它的应用和发展非常快，在美国已有成熟的产品。其中包括：3COM、AdvancedMicro—Devices、AT&T、Compaq、Hewlett．Packard、Intel、IBM和LucentTechnologies等发起成立了“电话线家居网络协会”，至今己有100多个成员。(3)双绞线／同轴电缆目前最通用的传输介质是用双绞线／同轴电缆。可是在基于双绞线／同轴电缆实际操作中最大的困难是需要另外铺设2／4根专用的传输线。但是它拥有通信可靠性和总线接口相对简单等优点，其仍然可以受到广泛用户的大批量应用。(4)无线方式无线方式通过射频载波或者红外线等形式传输用户信息，“蓝牙技术”是最近发展最火热的无线通信方式。音频和视频信号、计算机网络信号、控制信号均可以利用蓝牙技术传输家庭用户信号。而且用无线方式传输信息时无需架设任何线路且实现极其方便灵活，非常适合在家庭网络中应用。由于无线方式简单方便，易于架设，所以本论文便是使用的GSM无线技术平台操作的智能家居平台系统。44、远程控制技术概括本论文研究立于一个对于家居电器进行远程控制，以便于实现家居智能化的系统。远程控制指的是远端的家居控