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(代写物联网专业毕业论文)基于ZigBee物联网智能家居的设计与实现 
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                                                         (代写物联网专业毕业论文)基于ZigBee物联网智能家居的设计与实现

摘?要:随着物联网技术的发展,我们的生活也变得更加舒适、快捷!而其中的智能家居因其方便性、可控制性、环保性等特点,受到越来越多公司以及消费者的青睐。斗转星移,现如今物联网技术可以让人们打破古板智能家居体系种种线缆的约束,开启无线通讯,从而营建一个更安逸的家居生活。与此同时,ZigBee芯片知名程度也在不断上升,因其简单构造及可靠数据传输方便却可达到信息交换、互联的目的。并且,关于智能家居有更多的问题等待我们去研究。
本文以智能家居为布景,阐述了其成长过程,并对ZigBee模块进行较为具体的分析。并且以智能台灯为例,完成了其相关制作,并对其中感光模块、显示模块、AT89C51应用等进行相关介绍。最终完成简易智能台灯的制作,达到节能、减排的效果。
 
关键词:智能家居系统;ZigBee;节能减排;智能台灯
 
Design and implementation based on Internet of things intelligent household
Abstract: with the development of Internet technology, our life become more comfortable and fast! And one of the smart home because of its convenience, controllability and environmental protection etc, favored by more and more companies and consumers. Inexorably, today the Internet of things technology allows people to break the constraints of cables square smart home system, open wireless communication, thereby building a more easy and comfortable home life. ZigBee chip famous degree, meanwhile, is also rising, because of its simple structure and convenient and reliable data transmission can achieve the goal of information exchange, interconnection. And, there are more questions about smart home waiting for us to study.
Based on intelligent household is set, this paper expounds the development, and more detailed analysis of ZigBee modules. And intelligent lamp, for example, completed its related to production, and the photosensitive module, display module, the application of AT89C51 to introduce related. Finally complete the simple intelligent lamp, to achieve the effect of energy-saving and emission reduction.
 
Keywords: smart home system; ZigBee; Energy conservation and emissions reduction; Intelligent lamp
 
 
目    录
第一章 绪 论 7
1.1智能家居简介与起源 7
1.2 智能家居发展经历与前景 7
1.3 智能家居功能与待解决的问题 9
第二章 Zigbee系统模块 11
2.1 ZigBee含义 11
2.2 ZigBee模块的特征以及应用 11
2.3 ZigBee模块的构成 12
2.4 ZigBee模块在国内的应用领域及前景 13
第三章 智能家居之智能台灯系统设计方案 15
3.1 方案总设计思想 15
3.2 系统框架示意图 15
3.3 设计方案原理图 15
3.4 设计方案选取材料 16
3.5设计方案的优缺点 16
第四章 智能家居之硬件设计 17
4.1 控制系统的设计 17
4.2 光线强弱度检测系统设计 20
4.3 温度传感器系统设计 22
4.4 其他相关系统部件设计 24
第五章 系统程序主代码 26
第六章 软硬件调试 29
第七章 小结与致谢 30
参考文献 31
 
一、绪论
1.1智能家居简介与起源?
智能家居即是以住宅为平台,融合建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境,它提供了一种将综合布线技术、安全防范技术、网络通信技术、音视频技术、自动控制技术、家居生活设施一体化的家庭信息化解决方案,并实现环保节能的居住环境的一种技术。
二十世纪八十年代,电子技术电器如雨后春笋般涌入市场,电子化的智能家居住宅也开始崭露头角。迄上世纪90年代止,住宅自动化(将家用电器,通信设备和人身安全设备的消防安全保护,三大功能集为一身后的概念)一词的出现,伴随着电子通信和相关电子信息技术的改革,形成了一种可以监视家居中各种通信、家电、安全保护设备用一种总线协议来控制与管理的商用系统,即智能家居的雏形。
以一个普通家庭为模板,综合布线技术应用,网络通信技术、自动控制技术、音频技术将普通住宅变成智能家居生活,构建一个智能家居管理系统,使得家居生活的安全性,舒适性,价值性得以提高,同时达到节能环保的理念。
1.2智能家居发展经历与前景
与国外相比,我国的智能家居的相关发展起步较晚。因住宅建设是一项一次性投资较大、使用寿命较长的特殊商品,所以在建设时要把标准看远一些。而我国智能家居发展历史可分为萌芽阶段、开创阶段、迂回阶段、发展阶段四大阶段。
第一阶段:萌芽阶段(1994-1999)
这是我国有关智能家居发展的第一个阶段,处于一个熟悉概念、认知产品的阶段。这时并没有厂商从事专业智能家居的生产,查阅相关信息之后知道,像美国的X-10智能家居代办出售公司,他们做商品的销售及安装工作,但是,做出的产品却供给住在大陆内的欧美客户,中国家庭并未享受到该技术的优越性。
第二阶段:开创阶段(2000-2005)
在这五年内,智能家居在我国得到初步发展。先后有五十家相关智能家居的公司成立,主要集中在沿海一带及一线城市,如:深圳、上海、天津、北京等城市。之后,大陆诸多相关公司渐渐地学习、开发并培训出了一批智能家居市场营销的技术人才,国内相关体系也开始变得完善。但是,在此时间内,海外相关产品几乎没有在大陆家庭内出现过。
第三阶段:迂回阶段(2006-2010)
由于前五年智能家居技术的崛起,部分商家因利益驱使开始恶性竞争,导致20多家相关企业退出这一领域,而那些坚持下来的企业,也经历了一段规模减缩的痛苦。对智能家居的负面影响也主要体现在以下几方面:1.过分夸大智能家居的功能而实际却达不到这些效果;2.或者是只想着开发商品代理,扩大公司规模,却疏忽了对代理商的监督管理,从而导致了相关部门的诸多问题,如:经营困难、产品不稳定而发生的多位用户投诉事件;3.一味地追求数量,而忽略质量,导致用户的投诉率增加……种种不良表现后,用户和媒体对智能家居实际能够带来的效果开始产生了怀疑,一改一味地吹捧态度变得谨慎对待,致使市场上智能家居的销售增长减缓甚至是负增长现象。相关企业入不敷出,失去对此行业的信心;饱受资金紧张的痛苦,与此同时,国外智能家居企业虎视眈眈的瞄准了国内市场,便纷纷进军到国内市场宣传、开发,幸运的是,国内自主智能化家居研究团队存续企业的国内部分,还逐渐找到自己的发展方向,如天津CHF,海尔等,便成为工业智能控制制造商。
第四阶段:发展阶段(2011-2020)
这是一个智能家居在我国完成了新一轮蜕变的时代,接下来的三至五年,智能家居将进入一个发展速度较快的一个阶段,此时由于协议与技术标准开始了相互间的沟通与交融,市场上出现了行业并购现象,甚至一度成为市场方向的方向标。依据相关数据分析来看,2020年时我国家庭数的90%以上都将会使用智能家电,而对于洗衣机、冰箱、空调智能化的使用也都将增至50%左右。在这个智能手机、电脑等电子产品逐渐趋于饱和的市场,未来市场中一大部分空间都将会被智能家居所占领。
何为智能化?智能就是要满足用户的要求进行实现某项功能,前提是可实现的,于是,有更多的管理要求出现,智能家居更新换代越快,他的管理就要跟上步伐,管理者或者开发者要清楚自己对智能化的理解,在合法的范围内,给出一套体系,以此方便客户管理,降低成本,节约能源。
智能家居的发展方向众多,其中主要集中在卧室窗帘收放,客厅灯光卧室灯光调节,远程控制家用电器,收集居家数据等等,控制的范围在不断增加,效益在提高,联动发展,产品延伸到客户的娱乐生活,智能卡拉OK,室内家庭影院,提供智能电视影音娱乐,家庭防盗门指纹声控鉴定,它几乎占领了家用物品即低功耗产品的控制权,方便户主生活,发展前景相当光明,收益不可估量。  
现今,中国三大通信运营公司的发展迅速,他们可以运用其信息传输,及相关的网络资源,通过智能电视,计算机联网,对智能家居进行人性化的服务,当然除了三大通信公司,其他行业比如厨房用品,浴室卫生间用品,也会瞄准智能家居这个大领域,相继与智能家居合作,给户主的生活带去更大的方便。
数年前,温家宝总理到无锡进行视察并且建议了“感知中国”的理念,之后,物联网被正式列在国家长期发展项目之中,当然,也出台了像《物联网十二五规划》等一类的国家项目,物联网被认为是新世纪的国家生产力,其影响力不会单单只是在个别领域,它的发展会向整个行业进军!
其实,我们自己在家就可以设定一块智能模块,方便我们的生活,如家中的电饭煲,及热水器,电冰箱,电视机我们可以采取远程控制,通过某些智能芯片集体控制达到远程操作,不在家便把家中的设施“预热”,在回家的路上便开始煮饭,回家直接吃饭。如家用的窗帘进行控制收放,保护个人隐私,门口路灯看时间调节开关或是室外亮度自行调节。
家中娱乐设施的控制亦是如此,刚到家之前,手机一个指令便把家里音响开启,放着自己喜欢的音乐,就当是迎接自己回家,之前的智能电饭煲已经把香喷喷的米饭煮好,回家只需要煮几个菜,便可以好好地坐下来享受时光,吃完饭便是大片时间,智能电视,或者电脑下载好的高清影视剧,方便您在闲暇时光享受一场视觉盛宴,何乐而不为?这一切的一切便在自己一个远程控制器下方便的完成,真正做到了智能安全,方便的目的。
物联网发展机遇是美好的,前途无量,正因为其适应时代发展节奏,才能够如此蓬勃,智能家居的实现就在不久的未来。
一、选题简介、意义
随着快节奏生活的加剧,越来越少的人有时间去提高自己的生活质量,更无从谈起去享受生活中衣食住行的乐趣,所以物联网智能家居的出现成为了社会发展的必然趋势。试想一下,当工作忙碌一天回到家中,空调调到舒适的温度,电饭煲里煮好了喜欢的食物,音响中播放着轻快的音乐,进餐后浴室放好了热水……不仅减少了煮饭收拾家务的时间,还营造了一种轻松地氛围,可以让疲倦了一天身体得到放松。这一切的一切或许感觉不那么切合实际,可是物联网智能家居系统,可以让这一切都可成为现实!本次课题介绍了智能家居与ZigBee含义与前景,并在此基础上设计一个简易的智能台灯电路。
二、课题综述(课题研究,主要研究的内容,要解决的问题,预期目标,研究步骤、方法及措施等)
课题研究:物联网智能家居系统的规划与设计;
主要研究内容:智能家居做到低消费、高性能、低功耗等特点,了解家居控制及家居安全系统原理;
要解决的问题:如何正确的进行ZigBee或者单片机分时监控室内温湿度,光线采集,达到智能台灯的目的等具体步骤;
预期目标:介绍智能家居,画出原理图,正确了解各个模块对周边环境,光照的检测,写出其工作原理。
研究步骤:1.进行知识准备,根据所要研究的课题,想好应对的系统开发和对应计划;2.想出每个模块的详细信息以及该模块所要实现的功能;3.实现每个模块的具体功能;4.实施具体计划,将功能具体化实现;5.进行代码的编写与调试,实现系统的正常运行;
方法:1.上网查询资料;2.去图书馆查阅书籍;3.向指导老师询问相关知识点;
措施:为了保证可以按时完成任务,每周向老师汇报毕业设计进度,并请教老师有哪些不合理处或需改善的地方。
三、设计(论文)体系、结构(大纲)
物联网智能家居系统主要的核心技术是物联网技术,其实现功能是规划智能家居的系统框架。家居系统主要由智能灯光控制、智能电器控制、智能防盗系统等组成。它是利用计算机、通信、网络、信息、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互联于一体的系统。它以住所为平台,兼备服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、环保的居住环境。其从控制层来说,一般分为中央控制中心、家居智能控制端和外网及部分组成。
 
 
本论文针对智能台灯的设计主要包括以下部分:1.项目需求分析,发展前景,个人观点;2.研究的部分电路分析、原理分析;3.对硬件设施的分析;4.毕业设计小结心得。
 
 
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