基于arduino的智能家居系统.doc

2021-2022学年第1学期 作品设计方案 作品名称： 基于arduino的智能家居系统 学 号： 姓 名： 班 级： 填写说明 1. 所有作品必须为一个基本完整的设计。作品报告书旨在能够清晰准确地阐述（或图示）选题的意义及实现方案。 2. 设计方案采用A4纸撰写。除标题外，所有内容必需为宋体、小四号字、1.5倍行距。 3. 设计方案中各项目说明文字部分仅供参考，作品设计方案撰写完毕后，请删除所有说明文字。(本页不删除) 4. 设计方案模板里已经列的内容仅供参考，作者可以在此基础上增加内容或对文档结构进行微调。 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 1 第一章 作品概述 2 第二章 作品设计与实现 4 第三章 作品测试与分析 9 第四章 创新性说明 16 第五章 总结 17 参考文献 18 第 PAGE 18 页 共 18页 摘要 智能家居系统简单来说是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。 随着现代科技的快速发展，物联网逐渐从无人问津慢慢的走入人们的视野之中，从极低的使用频率到现在几乎渗透存在于我们身边的每一个角落里。远程操控、物物相连、人工智能的现代化技术日益成熟，在这样一个步入智能化社会的北京下，此次设计一个“基于Arduino的智能家居系统”，希望以后智能化的家居装置可以步入千家万户。 【关键词】物联网、arduino、智能家居、 第一章 作品概述 一、项目背景 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。 二、相关工作 此系统采取的多传感器融合，所以完成时必须保证每一个传感器模块的正常使用。包括的元器件有Arduino UNO R3开发板、面包板、温湿度传感器、亮度传感器、火焰传感器、MQ-2烟雾传感器。将所有使用的传感器依次接入，完成每个模块的功能实现，最终完成整体的家居系统。 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。三、特色描述 此智能空气检测系统，可以测量空气内温湿度、粉尘浓度、可燃气体浓度，还可以保持室内在一个明亮的环境下，实现一个多功能的智能空气检测。不仅仅可以通过串口查看环境数据，还可以ESP8266连接wifi将数据传输到手机上，可以通过手机查看和控制，并且实现远程的操控。 Wifi控制模块，使用手机APP，设置不同的按钮，包括查看、控制按钮，可以随时远程查看环境的数据。 第二章 作品设计与实现 我们在设计物联网系统是，为了是思路清晰，总体架构更加合理，我们先将系统从上到下分为传感设备层、数据传输层、数据采集层、单机应用层、数据存储层、互联服务层以及集成应用层，也将这7层成为IoT七层模型。 传感设备层 1.传感设备层 传感设备层是指物联网系统前端传感设备的总和，是数据的来源，更是整个开发系统的基础，主要用于感知各种检测对象。使用的各种传感器可以将感应信号转变为数字信号输出，利用传感器的接口，正确连接电路，实现与计算机之间的信息交互。计算机可以通过传感器配备的接口，获取感应到的相关数据或者实现对传感器的控制。传感设备层是物联网应用系统的最底层也是最基础的一层，以后所有的架构都建立在传感设备层之上。 2、系统硬件以及传感器介绍2.1 Arduino UNO R3开发板介绍 Arduino UNO R3开发板是基于AT