西南科技大学毕业设计
题目：基于ARDUINO的智能家居设计与实现
学习形式： 成人高等教育 专 业： 机械设计制造及其自动化 层 次： 本 科 姓 名： 罗 永 勇 学 号： 146850310008 指导老师： 余 训 锋
【摘 要】基于
arduino的智能家居控制系统，以arduino 为核心，
通过结合wifi转串口模块搭建本地tcp/ip服务器。Arduino 进行数据采集，发送，接受和处理。然后通过wifi转串口模块和远端安卓客户端通信，实现家居环境信息的智能采集和控制。本文抛砖引玉，实现安卓客户端灯光亮度调节，舵机角度控制，以及家居温度和光照度采集显示在安卓客户端。本设计采用arduino为核心，arduino具有外围电路简单，程序开源，扩展模块丰富等优点，设计难度在于程序中数值的处理，以及客户端软件的编写。
【关键词】arduino；智能家居；wifi转串口模块；服务器；客户端。
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目录
1、概述 ............................................................ 4
1.1课题研究背景................................................. 4 1.2 本课题的研究的内容及目的 .................................... 4 1.4系统的控制思路与流程......................................... 5 2、软件、硬件介绍 .................................................. 6
2.1客户端软件................................................... 6 2.2 arduino介绍................................................. 7
2.2.1 arduino 研发过程....................................... 7 2.2.2 arduino 编程软件....................................... 8 2.2.3 Arduino硬件 ........................................... 8 2.2.4 Arduino 编程语言简介................................... 9 2.3 WIFI模块介绍............................................... 12 3、硬件连接 ....................................................... 13
3.1 温度传感器 ................................................. 13 3.2光线传感器.................................................. 16 3.3伺服舵机.................................................... 16 3.4灯光控制.................................................... 18 4、通讯 ........................................................... 19
4.1串行通讯.................................................... 19
4.2异步通讯 ................................................ 19 4.3 Arduino与wifi模块连接 ................................. 20 4.4 通讯协议................................................ 20
5、成品展示 ....................................................... 22 参考文献 .......................................................... 23 致谢 .............................................................. 25 附录 .............................................................. 25
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西南科技大学成人教育学院
自动化专业 姓名：罗永勇 学号：146850310006
1、概述
1.1课题研究背景
近年来随着现代互联网技术的发展，智能生活的理念深入人心，物联网和智能家居真正开始走向人们的视野。随着现代电力电子技术和电子元件制造工艺的发展，物联网设备的自动化程度和稳定性得到很大的提高，物联网设备也逐步向轻量化、自动化和智能化发展，还有高可靠性、高可控性、高效率等特点，功能不断增强和完善，这推动了智能家居技术的迅速发展，相继出现了多种多样的智能家居设备，如NEXT恒温器，空气净化器等，但国内外对本课题的研究尚存在待解决的问题：
(1) 家居智能化水平较低；
(2) 使用的平台不统一，功能单一且不完善； (3) 价格相对昂贵，普及的难度比较大。
1.2 本课题的研究的内容及目的
本系统以Arduino UNO为核心，联合hlk-rm04 wifi转串口模块，通过安卓客户端使用tcp/ip协议连接外围电路及各类传感器，实现室内家居的远程监控及智能控制。 研究目的基于家居生活的便捷高效的方向出发，主要是为了改进当下传统家居的控制方式落后及使用不方便等缺点，本设计的智能远程控制代替了传统家居设备手动机械控制，不仅效率高、成本低、使用方便、可控性强，更能提升家居便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
1.3 系统结构分析
系统由七部分组成（如图一）：安卓APP客户端、灯光控制、arduino
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以及wifi模块、光敏电阻、舵机、温度传感器、外围电路。各部分组成如下：
(1) APP客户端为易安卓软件用易语言编写的安卓客户端； (2) 灯光亮度控制采用pwm调节
(3) 核心模块通过Arduino Uno单片机连接 wifi转串口模块组成，核心模块不仅是本系统的中央处理器，而且通过连接无线路由器搭建了本地的tcp/ip服务器；
(4) 温度传感器采用单总线ds18b02集成温度传感器，该传感器可以在一个io上并接多个ds18b02，大大的节约了CPU的硬件资源。
(5) 光线的测量采用光敏电阻； (6) 伺服舵机；
(7) 外围电路由简单的发光二极管及各类元器件组
（图一）
1.4系统的控制思路与流程
APP客户端使用tcp/ip协议，远程无线连接上工作在服务器模式的wifi模块，wifi模块连接上家庭路由器，需要注意的是家庭网络要处于公网模式，在APP客户端发送控制命令，wifi模块接受命令转成串口数据输出，arduino读取串口数据实现LED灯光亮度智能调节，舵机角度控制，同时arduino模块读取温度传感器数值，采样光敏电阻电压转换为光照度，然后arduino把数据通过串口传给wifi模块，wifi模块发送数据，客户端接收数据然后显示在安卓手机上；
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