智能家居安保系统设计 - 图文

毕业设计说明书

智能家居安保系统设计

摘 要

摘 要

论文介绍了基于STM32F103RB单片机系统的控制核心的智能家居安保系统设计。系统分为三部分：系统板(单片机，电源模块)，GSM模块，传感器模块。全文分别从五个方面对设计进行说明：一、设计背景和意义。智能家居的背景和发展现状以及GSM和AT指令集的介绍；二、主要器件的介绍；三、设计方案。总体框图设计，用框图将设计中手机接收端、GSM模块、传感器、LCD、STM32F103RB、电源电路等各硬件组成部分之间的关系表示出来；接着在红外对管和声音传感器比较后，得出红外对管更适合用来防盗的结论，因此采用了红外对管方案。四、系统的软件部分；有LCD屏显示和触摸屏程序设计（我觉得是最难的），硬件部分有STM32F103RB开发板、GSM模块、烟雾传感器、红外对管。五、系统实现部分详细阐述了系统的各个模块和实现过程。讲述了短信报警的过程和修改密码和手机号码的过程。

关键词： 智能家居 STM32F103RB XPT2046 GSM W25X40 AT24C02

I

目 录

目 录

摘 要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ..................................................................................... 错误！未定义书签。 目 录 ................................................................................................................................ 1 第1章 绪论 ...................................................................................................................... 3

1.1、 课题研究背景和意义 ..................................................................................... 3

1.1.1、家庭自动化 ............................................................................................ 3 1.1.2、家庭网络 ................................................................................................ 3 1.1.3、网络家电 ................................................................................................ 4 1.1.4、信息家电 ................................................................................................ 4 1.2、国内外发展现状 ............................................................................................... 4 1.3、GSM技术介绍 ................................................................................................. 5 1.4、AT指令简介 ..................................................................................................... 7 1.5、本章小结 ........................................................................................................... 8 第2章 系统主要器件介绍 ............................................................................................ 10

2.1、核心控制芯片STM32F103RB ...................................................................... 10 2.2、触摸屏控制器XPT2046 ................................................................................ 11 2.3、GSM通信芯片SIM900A .............................................................................. 12 2.4、GSM模块 ....................................................................................................... 14 2.5、烟雾传感器模块 ............................................................................................. 15 2.6、红外对管 ......................................................................................................... 17 2.7、FLASH W25X40 ............................................................................................. 18 2.8、EEPROM AT24C02 ........................................................................................ 20 2.9、本章小结 ......................................................................................................... 21 第3章 设计方案 ............................................................................................................ 22

3.1、系统框图设计 ................................................................................................. 22 3.2、传感器的选择 ................................................................................................. 23 3.3、本章小结 ......................................................................................................... 23 第4章 系统的软硬件设计 ............................................................................................ 24

4.1、系统程序设计流程图及主要程序 ................................................................. 24

4.1.1、系统初始化函数 .................................................................................. 25 4.1.2、LCD显示及手机号码修改函数 ......................................................... 25

1

4.1.3、短信报警函数 ...................................................................................... 26 4.2 、STM32F103RB开发板系统 ........................................................................ 26

4.2.1、电源 ...................................................................................................... 27 4.2.2、触摸屏模块 .......................................................................................... 27 4.2.3、EEPROM AT24C02模块 .................................................................... 28 4.2.4、FLASH W25X40模块 ......................................................................... 30 4.3、本章小结 ......................................................................................................... 32 第5章 系统软硬件实现 ................................................................................................ 33

5.1、硬件电路 ......................................................................................................... 33 5.2、系统测试 ......................................................................................................... 36 5.3、测试结果 ......................................................................................................... 39 5.4、本章小结 ......................................................................................................... 40 总结与展望 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 致 谢 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 附 录 .............................................................................................................................. 41

第1章 绪论

第1章 绪论

1.1、 课题研究背景和意义

随着国民经济的和科技的提高，特别是计算机技术，通信技术，网络技术，控制技术水平，信息技术的飞速发展和提高，推动现代家庭生活居住方式改变，人们更加追求舒适的衣食住行和安全环境。人类科技的发展和方向的最终目标是服务于生活，这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，使得人们的生活习惯改变和生活质量提高。在这些条件下的智能家居应运而生[1]。

智能家居住房作为一个平台，利用综合布线技术、 网络通信技术、 安全技术、 自动控制技术、 音频和视频技术集成家居生活相关设施、 居住设施和家庭计划管理系统的建设，加强家居安全、 方便、 舒适、 艺术和生活的环境，以实现环境保护和能源节约。

智能家居是物联网的影响下的表现。通过智能家庭网络技术将家中（如声音和视频设备，照明系统，窗帘和控制，空调控制和安全系统以及数字影院系统和AV服务器和影子内阁系统和网络设备）的各种设备连接在一起，以提供所述电器控制和灯光控制和电话远程控制，室内和室外遥控控制，防盗报警器，环境监测和传输控制红外线传输和温度可以编程定时控制，各种各样功能和工具。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的生活、 建设、 通信、 信息家电、 自动化设备、 提供全方位的信息交互功能，甚至为节省能源费用的各种功能[2]。

1.1.1、家庭自动化

家庭自动化系统是基于一个中央微处理机（中央处理单元，CPU），从相关的电气和电子产品的接收到的消息（外部环境因素，如太阳升起或落下，所造成的变化的光线和其他变化），然后发送根据既定程序，其他电器和电子产品的相应信息。通过许多中央微处理器接口的家电控制，这些接口可以是一个键盘，或者它可以是一个触摸屏，按钮，计算机，电话，遥控器，等等;消费者可将信号发送到中央微处理器，或者从中央微处理器接收信号。

[3]

1.1.2、家庭网络

大家必须把这个家庭网络和纯粹的“家庭局域网”分开来，它是指连接家庭里的计算机、各种外设和与因特网互联的网络系统，它仅仅是家庭网络的一个组成部份。家庭网络是在家庭范围内(可扩展到邻居，小区)将PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。 当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为“有线”和“无线”两大类。有线方案主要包括：双绞线或同轴电缆连接、电话线连接、电力线连接等；无

3