1、物联网智能家居控制物联网智能家居控制系统的设计与实现系统的设计与实现 导师：导师： XXX 教授教授答辩人：答辩人： XXX 2011.XX.XX 主目录主目录 课题的选题意义和研究现状课题的选题意义和研究现状1 物联网智能家居系统的总体设计物联网智能家居系统的总体设计2 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现3 系统测试及结果展示系统测试及结果展示4 致谢致谢51 课题的选题意义和研究现状课题的选题意义和研究现状1、物联网推进智能家居产业化进程。2、节能减排和环境保护是智能家居的发展方向，也是智能家居的重要功能体现。1.1意义 物联网被广泛应用于多种领域，促使智能家居的应用会以非常快的速度
2、蔓延开来。目前，在国内各城市正加快建设物联网工程，物联网的加快建设将大大促进智能家居产业化。1 课题的选题意义和研究现状课题的选题意义和研究现状v 1.2 1.2 课题的研究现状课题的研究现状国外起步早、投入起步早、投入大、应用先进大、应用先进的信息与通信的信息与通信技术、成果显技术、成果显著、技术成熟著、技术成熟国内起步晚、市场起步晚、市场需求大、政府需求大、政府支持、发展快、支持、发展快、有很大的发展有很大的发展前景前景2 物联网智能家居系统的总体设计物联网智能家居系统的总体设计系统系统总体总体框架框架设计设计系统系统软硬件软硬件实现实现2 物联网智能家居系统的总体设计物联网智能家居系统的
3、总体设计v2.1 系统功能需求系统功能需求1、多类型家居设备互联控制 开发具有多电器接口、能够将家中所有电气化设备统一联网，实现设备集中控制具有重要的意义。智能家居控制系统常用家电部分安防部分家庭医疗部分2 物联网智能家居系统的总体设计物联网智能家居系统的总体设计v2.1 系统功能需求系统功能需求2、多样化的系统远程监控 系统监控是目前智能家居控制系统的重要需求，多种监控方式可提高用户对系统的需求和满意度。系统远程监控手持遥控Internet监控GPRS监控2 物联网智能家居系统的总体设计物联网智能家居系统的总体设计v 2.2 系统总体框架设计系统总体框架设计3 系统的硬件和软件实现系统的硬件
4、和软件实现v 3.1系统的硬件设计与实现系统的硬件设计与实现硬件设计核心处理器设计基于485总线的物联通信设计以太网通信部分设计基于GPRS的远程报警部分设计人机交互部分设计3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现v 1）核心处理器设计）核心处理器设计 核心处理器LPC2378性价比高，接口丰富非常适合网络协议转换，多设备接口的应用环境。 对于本文设计的智能家居对于本文设计的智能家居控制系统，需要多个控制系统，需要多个UART接接口、以太网接口和大量的口、以太网接口和大量的IO接接口。口。3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现v 2）基于）基于485总线的物联通信设计总线的物联通信设
5、计 如图如图485网络结构，实现智网络结构，实现智能设备的即插即用功能。能设备的即插即用功能。 电流调理电路负责隔离总线中的电信号和智能设备的输出电平，将输出电平转变成规范的485输入信号。 接入检测电路是用来检测单片机指定引脚的高低电平的改变，代表智能设备的生命周期。3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现v 3）以太网通信部分设计）以太网通信部分设计 本系统中使用本系统中使用ARM处理器处理器LPC2378中带中带DMA的的10/100M以太网模块以太网模块DP83848I，硬件结构图如图所示。硬件结构图如图所示。3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现v 4）基于）基于GPRS的
6、远程报警设计的远程报警设计 GPRS远程报警使用SIMCOM公司生产的SIM300CZ模块，本部分设计的关键点在于：1）使用嵌入式系统实现了短信的收发功能；2）对现场采集终端采集到的异常信息进行合理分析处理，并及时通知用户。v 5）人机交互部分设计）人机交互部分设计 人机交互人机交互部分的主要部分的主要组成部分应组成部分应包括包括LCD液晶显示屏液晶显示屏(OCM12864)(OCM12864)、信、信息控制按键、实时时钟息控制按键、实时时钟(DS1302)(DS1302)、信、信息存储器息存储器(FM24C64A)(FM24C64A)、状态指示灯、状态指示灯、语音提示语音提示(HMA-TTS
7、)(HMA-TTS)等。等。3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现v 3.2系统的软件设计与实现系统的软件设计与实现485通信协议通信协议帧头地址命令数据长度数据校验和帧尾$Addr0 x000 x000 x00* RS-485RS-485通信协议中的通信帧主要分为两种类型：通信协议中的通信帧主要分为两种类型： 第一种为查询类型，包括询问主机是否在线，获取当前该第一种为查询类型，包括询问主机是否在线，获取当前该电器设备的运行参数；电器设备的运行参数； 第二种为控制类型，通过控制类型命令帧可以对家用电器第二种为控制类型，通过控制类型命令帧可以对家用电器进行档位的设定，以及家用电器的开关等。
8、进行档位的设定，以及家用电器的开关等。3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现命令（功能）类型内容字节长度备注查询类型0 x511询问智能设备是否在线0X521获取当前常规数据0 x531获取当前档位值控制类型0 x541设置用户定义的档位值0 x551控制智能设备运行0 x561控制智能设备停止主要命令类型如下表：3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现GPRS短信协议设计短信协议设计短信类型报警类短信控制类短信查询类短信 用户和智能家居控制系统之间需要制定相应的短信通用户和智能家居控制系统之间需要制定相应的短信通信协议。本文中制定的短信通信协议将短信内容分为三类信协议。本文中制定的
9、短信通信协议将短信内容分为三类短信：报警类短信、查询类短信和控制类短信。短信：报警类短信、查询类短信和控制类短信。3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现表表1 1 报警报警类短信类短信的格式的格式类名 指令格式指令说明回复内容报警短信设备ID：故障原因：发生时间：年月日时分故障报告不需回复设备ID：异常关闭原因：发生时间：年月日时分异常报告不需回复3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现表表2 2 查询类短信的格式查询类短信的格式类名指令格式指令说明回复内容查询短信ASK+H?询问短消息操作方法回复短信指令ASK+O?询问该智能设备是否在线成功：设备ID：在线，允许远程设置设备ID：
10、在线，不允许远程控制失败：设备ID：不在线ASK+L?询问该智能设备当前档位值成功：设备ID：当前运行的档位为XXXX。失败：设备ID：不存在设备ID：查询失败3 系统的硬件和软件实现系统的硬件和软件实现表表3 3 控制类短信的格式控制类短信的格式类名指令格式指令说明回复内容控制短信SET+L+设置该智能设备的档位值成功：设备ID：档位已设定为失败：设备ID：不存在设备ID：设置失败CTRL+H控制该智能设备开始运行成功：设备ID：完成运行操作设备ID：已处在运行状态失败：设备ID：不存在设备ID：运行操作失败CTRL+F控制该智能设备停止运行成功：设备ID：完成停止操作设备ID：已处在停止状
11、态失败：设备ID：不存在设备ID：停止操作失败4 系统测试及结果展示系统测试及结果展示 嵌入式处理器作为嵌入式处理器作为485485总线上的主机，轮询各个接入智总线上的主机，轮询各个接入智能设备的数据通信调试。能设备的数据通信调试。4 系统测试及结果展示系统测试及结果展示 客户端通过客户端通过Internet网络测试智能家居控制系统，对网络测试智能家居控制系统，对智能家电设备进行监测和控制。智能家电设备进行监测和控制。4 系统测试及结果展示系统测试及结果展示 使用AT指令测试GPRS模块，当系统接收到新短信，串口提示字符串CMTI:SM，使用CMGR指令阅读新消息。4 系统测试及结果展示系统测试及结果展示5 致谢致谢谢谢各位老师！谢谢各位老师！
