燕山大学里仁学院本科毕业设计（论文）
(1) e家庭（海尔），该系列产品以海尔电脑作为控制中心，各种网络家电作为终端设备，海尔移动电话作为移动数字控制中心。海尔在技术上同微软合作，利用微软的Windows Me技术和海尔的网络家电，使“e家庭”已具雏形，已推出了网络洗衣机、网络冰箱、网络空调、网络微波炉等一系列网络家电。
(2) e-home数字家园（清华同方），该智能家居控制系统是专门针对中国家庭设计的，遵循国际技术标准，采用嵌入式软、硬件技术，提供网络、网络节点及末端设备。产品以功能模块开发为主，基于国外成熟的智能家居标准之上。其智能家居控制系统主要有以下三个部分：
A系列：遵循EIB协议的家庭控制产品，适用于中高档住宅区。 B系列：遵循X-10协议的家庭控制产品，适用于中档住宅区。 易家三代：配电箱集中安装式得家庭控制产品。
国内各大软、硬件机构正在积极的研制、开发更为符合市场的智能化家居设备，以解决当前智能化产品实用性差、使用复杂及产品价格昂贵等缺点，而技术创新性也逐步向国际先进水平靠拢，这样的未来值得期待。
1.3 本论文的主要内容
本文的研究内容为基于嵌入式处理器STM32芯片的智能家居系统，通过深入了解智能家居系统的应用功能，提出了以嵌入式处理器STM32为平台的智能家居系统的设计方案。该方案将智能控制中心作为家庭网络信息处理中心，在家庭内部搭建WiFi无线网络，并通过控制中心实现网络通信。围绕智能家居系统的室内电灯的开关和一氧化碳报警功能，本文研究内容包括控制中心设计、家庭网络的数据传输、继电器控制电灯的开关和一氧化碳报警模块的设计。
论文的结构安排如下：
第一章、介绍智能家居系统的研究背景和国内外的发展现状，阐述本文的研究意义，最后介绍本文的主要工作和结构安排。
第二章、介绍智能家居系统的要求、智能家居系统的功能和智能家居系统的总体构架，包括中控芯片STM32的介绍。
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第1章 绪论
第三章、介绍了智能家居系统的硬件电路的设计，控制芯片电路的设计其中包括启动模式选择电路、复位电路、CPU时钟电路和RTC时钟电路、滤波电路，还有稳压电源电路的设计、MQ-7一氧化碳传感器电路的设计、WiFi模块电路的设计、单片机与PC机通信电路的设计。
第四章、介绍了单片机程序部分编程语言的选择、单片机的编程环境、主控制部分程序的设计思路、信号接收部分程序的设计思路，最终确定了用C语言作为本次毕设中所用到的单片机编程语言，用keil μVision4作为STM32单片机的编程软件，并介绍了部分程序。
第五章、介绍了PCB制作软件Altium Designer，用Altium Designer软件绘制出智能家居控制系统电路的原理图和PCB图，并制作出了实物硬件电路，经过测试，电路运行状态良好。
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第2章 智能家居系统总体结构的设计
第2章 智能家居系统总体结构的设计
2.1 智能家居系统的设计要求
为了有效的实现智能家居控制系统对用户的服务，智能家居系统需要满足：一是终端设备省电，受家居内部环境结构的限制，各个传感器要在不接通外部电源的情况下保持长时间的工作，所以要选用低能耗设备来维持整个系统的运行时间。二是要实现无线传输，为了避免影响家居内部结构的美观，摆脱有线线缆的束缚，采用无线传输技术，一般范围在30米左右。三是要保证安全性和稳定性。
2.2 智能家居系统的功能
智能家居系统是利用先进的计算机网络技术，将于家庭生活相关的各个子系统如家电控制、环境监测、家庭安防等有机的结合在一起，通过集中控制和管理，实现个性化的家居生活体验。如今智能家居系统主要包括的子系统有：智能家居控制管理系统、家居照明控制系统、家居布线系统、家庭网络系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院控制系统、家庭环境控制系统等八大系统[8]。其中的智能家居控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、是必备系统，其他为可选系统。
目前我国的智能家居行业的发展还处于初级阶段，真正实现智能化还需要经历很漫长的过程。在我国智能家居系统的设计目前没有统一的标准，需要我们依据用户的需要和家居环境进行个性化的设计。
本文主要实现的是家庭控制管理系统、家居照明控制系统和家庭环境控制系统。智能家居系统实现的功能很多，应用范围也很广，其中家居照明系统主要负责家庭内部各个等的开关，用户通过家庭控制管理系统中心对照明系统进行统一管理。一氧化碳的监测是智能家居系统环境监测普遍应用的一种，可以将一氧化碳的传感器放在厨房、客厅、卫生间和卧室内监测一氧化碳的浓度，当一氧化碳的浓度达到危险的浓度的时候进行报警，防止一氧化碳中毒。根据由中国燃气安全网提供的资料整理出来的2014年11月和12月的燃气安全事故报告[9]，我们知道11月份和12月份由于家庭煤气设备老
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化引发的煤气泄漏和自己操作不当忘记关闭气阀引发的煤气中毒的伤亡人数占了4成。还有在冬天近九成的煤气中毒事件是在洗澡期间发生的[10]。由以上表明智能家居系统加入一氧化碳报警功能的必要性和重要意义。
各个模块将采集的信息，经过WiFi模块以及相应接口进行传输，传送到嵌入式微处理器芯片上，通过嵌入式微处理器操作系统处理接受到的信息，然后发出相应的指令。
智能家居系统具体实现的功能如下：
(1) 家居照明控制系统。用户可以随时随地通过远程无线的方式对家庭室内室外的电灯进行遥控。用户可以通过手机安装智能家居系统专用的APP，通过手机连接的WiFi模块的WiFi信号对智能家居系统控制中心发出电灯开关的指令来达到控制的目的。
(2) 一氧化碳报警功能。当一氧化碳的浓度快要达到危险值的时候，报警系统发出报警信号，并通过WiFi模块将信息发回智能家居控制中心，传送给手机终端。使用户有充分的反应时间来避免将要发生危险。
本系统实现的一氧化碳监测的功能不仅仅应用于室内家居环境，还可以应用在工业生产设备中，餐馆厨房中，应用范围非常广泛。而且可以将一氧化碳传感器换成温度传感器、湿度传感器、压力等其他的传感器，就可以进行相应的检测，可扩展性非常的大。
2.3 智能家居系统的总体结构
随着嵌入式技术应用范围的不断扩展，智能家居系统采用嵌入式系统[11]
作为控制中心的核心，利用WiFi技术构建家庭网络并连接各种家用电器和传感器。
本系统主要包括用户管理系统、控制中心、传感器模块的无线网络。 (1) 用户管理系统。在智能家居系统中，用户可以通过智能家居的上位机或者是手机APP对家居的照明和环境安全进行控制和监测。
(2) 控制中心。控制中心通过接受到的上位机或者是手机APP发来的指令进行操作，也可以自己自动的对家庭的环境进行实时监控。所有的通信都是通过WiFi模块来进行通信，实现信息的传输。
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