论文总字数：43279字

摘 要

智能家居主要是使用网络技术这一手段给居住者创造舒适、人性化、科技感的居住环境。本课题设计完成了一个基于云平台的家居控制系统，该系统可远程监控家电设备，居住者可以调取实测室内温度记录和远程控制照明设备，同时可以检测火灾以及人员出入房间，并给出警报提醒。本论文首先介绍了智能家居背景意义以及其涉及的高新技术；然后进行整体方案确定；接下来介绍了传感器模块、主控芯片、GPRS这三大硬件模块；第四部分介绍了用于接收GPRS模块发送的数据并显示给用户的阿里云平台；最后是系统整体功能调试的介绍。

关键词：传感器 云平台 智能家居 GPRS 单片机

Design and realize of a cloud based home automation system

Abstract

Intelligent home is mainly use the means of network technology to create a more comfortable, humane, technology sense of living environment. This project designed and complete a cloud-based home control system, the system can remotely monitor the home appliance equipment, the user can get the temperature of its house and control lighting equipment, the system can also detect fire and personnel access of the room and give an alarm remind to the user. This paper introduces the significance of intelligent home background and its related high-tech firstly; and then the plan of this intact system has been determine ,after this introduced the sensor module, MCU, GPRS module three hardware modules; the fourth part of the introduction is receiving data from GPRS module and display to the user's Ali cloud platform; Finally, the overall function of the system debugging is introduced.

Key Words: Home automation system ; cloud platform ; sensor ; GPRS ; MCU

目录

第一章 绪论 3

1.1 选题背景和意义 3

1.2 智能家居发展现状和趋势 3

1.2.1 国内外研究现状 3

1.2.2 智能家居发展趋势 4

1.2.3 智能家居现存问题 4

1.3 云计算发展现状 5

1.4 课题任务 5

第二章 系统方案设计 6

2.1 系统功能实现 6

2.2系统方案选择 6

第三章 系统硬件设计 9

3.1 处理器部分 9

3.1.1 处理器方案选择 9

3.1.2 STM32F103单片机简介 9

3.1.3 单片机电路实现 10

3.2 数据采集部分 11

3.2.1 数据采集方案选择 12

3.2.2 温度传感器模块 12

3.2.4 烟雾传感模块 14

3.2.5 火焰传感模块 14

3.3 液晶显示部分 15

3.3.1 液晶显示方案选择 15

3.3.2 TFT-LCD芯片简介 16

3.3.3 液晶显示硬件电路连线 16

3.4 GPRS部分 17

3.4.1 GPRS模块方案选择 17

3.4.2 GPRS通信简介 17

3.4.2 GPRS模块硬件连线 18

第四章 系统云服务器 19

4.1 云服务器简介 19

4.1.1 云服务器基础知识 19

4.1.2 阿里云ECS 19

4.2 本系统云服务器 20

第五章 系统软件设计 21

5.1 整体程序设计 21

5.2 监测部分程序设计 22

5.2.1 温度测量程序设计 22

5.2.2 红外人体监测模块程序设计 24

5.2.3 烟雾检测模块程序设计 25

5.3 远程灯光控制程序设计 25

5.3 GPRS部分程序设计 26

第六章 结果与调试 30

6.1 监测部分调试结果 30

6.2 远程控制部分调试结果 32

第七章 总结与展望 34

参考文献 35

附录一 硬件电路连接总图 37

附录二 实物电路总图 38

附录三 主要程序代码 38

第一章 绪论

选题背景和意义

互联网飞速发展，社会信息化不断加强，人们对居住条件提出了更高的要求。人们追求的是便捷、贴心、人性化、科技感的居住环境。顺应科技形势，国家政策也是不断向物联网、云计算等火热研究点倾斜。

家居智能化也搭上了物联网和无线通信技术的科技快车。家居智能化早就已不再是一个新鲜概念，更多人开始将精力置于家居智能化领域新的前景。伴随各种各样智能产品概念的提出以及生活信息化程度的不断提高，未来家居发展新的方向一定会是家居智能化。

智能家居更贴近居住者房屋的结构，利用互联网通信、计算机、传感器和电子技术构建了一个舒服、私密、方便、良好的居住场所。具有智能家居的家庭较一般家庭更加便捷安全，智能家居不仅可以改善人们的居住方式也可以提升生活质量。其相关技术的研究符合现代人对生活质量提升的需求。

智能家居发展现状和趋势

智能家居在西方发达国家发展逐渐完备，在这方面，中国也在开足马力，争取弯道超车。以下为具体分析。

国内外研究现状

近年，海外的很多著名企业先后涉足对家居智能化的研究。欧美很多智能化家居基础产品已经日趋成熟并在国际市场上占据了重要地位。智能家居产品的分类有：

智能家电类：这类智能家居通过网络连接来实现智能化家电电器使用包括各类智能辅助产品，这类产品有MAIDOven智能厨房助手、智能流媒体音箱等等。

节能类：这类产品主要依托云数据库、传感器技术对水、电、煤气等智能控制，通过这种智能家居设备的使用，能够实现对家中资源的高效利用，能够为用户家庭很大程度减少资源的浪费。这类产品有ecobee节能监控器、Rachio节水装置等。

医疗健康类：这类智能家居产品主要针对用户的身体健康以及医疗辅助，通过这类产品可智能的管理使用者的健康状况，例如非穿戴式智能睡眠跟踪器、智能提醒药盒。

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