论文总字数：16846字

摘 要

随着物联网的不断发展，软硬件技术的快速突破，各种智能应用层出不穷，几乎覆盖了我们生活的方方面面，无论是现实空间还是网络生活都有着不断翻新的事物在满足着我们。而距离我们最近的自然是家，其中的家具也随着时代的变迁不断地改变着，而越来越多的新型家具也带来了新的问题，一是家具种类过多，操作起来难度增加；二是采用的标准过多，难以统一管理；三是每个人生活的需求各不相同，无法简单地推出设定好的模式，更多的能要可以自行设定。

本文正是对各类家居整合的一次尝试，由于本人能力有限，故仅仅选择了灯光以及安全系统进行设计。这类家具管理系统的首要任务就是要收集环境数据，用以作为其他操作的参考，其次要能对各个模块进行控制。本次设计涉及软硬件两方面，包含pc机及单片机两部分。PC板块使用QT进行UI，后端逻辑以及串行口通信的开发，语音识别部分使用接口实现，单片机模块采用常见的51单片机，扩展了传感器模块，使用C语言开发，上/下位机通过USB数据线连接（USB转TTL串口）。

关键字：物联网 QT 家具 单片机 传感器

Summary

With the continuous development of the Internet of things, the rapid breakthrough of hardware and software technology, various kinds of intelligent applications emerge in an endless stream, almost involving all aspects of our life, whether it is real space or network life, there are constantly renovated things to meet us. The nearest natural home to us is home, which is changing with the changes of the times, and more and more new types of home also bring new problems. First, there are too many kinds of home, making it more difficult to operate; second, there are too many standards adopted, making it difficult to manage them uniformly; third, everyone's life needs are different, and it is impossible to simply launch a set model, More can be set by yourself.

This paper is an attempt to integrate all kinds of home furnishings. Due to my limited ability, I only choose lighting and safety system for design. The primary task of this kind of furniture system is to collect environmental data for reference of other operations. This design involves two aspects of hardware and software, including PC and SCM. The PC module uses QT to develop UI, back-end logic and serial port communication. The SCM module uses the common 51 SCM, expands the sensor module, uses C language to develop, and the upper / lower computers are connected by USB data line.

Key words: QT furniture SCM sensor of Internet of things

目录

摘 要 I

第一章 绪论 1

1.1 背景 1

1.2 研究意义 1

第二章 系统开发技术和环境简介 2

2.1 主要开发技术 2

2.2 相关硬件简介 2

2.2.1开发平台简介 2

2.2.2 开发板介绍 2

2.2.3 传感器模块扩展 4

2.3 相关软件技术简介 6

2.3.1 开发环境简介 6

2.3.2 串口通信 7

2.3.2 语音识别 7

第三章 系统需求分析及前台分析 8

3.1 需求分析 8

3.1.1 控制系统简要设计 9

3.1.2 系统用例图 10

3.2 系统设计 11

3.2.1 系统层次设计 11

3.2.2 单片机开发板设计 11

第四章 系统的详细设计以及功能实现 12

4.1 PC端系统设计及实现 12

4.1.1项目文件夹介绍 12

4.1.2初始界面具体实现 13

4.1.3串口类具体实现 14

4.1.4主界面具体实现 15

4.1.5语音识别部分具体实现 19

4.2 单片机开发板端程序设计及实现 22

4.2.1 数据采集部分 22

4.2.2 灯光控制部分 26

4.2.3 程序烧录部分 27

总结与展望 29

参考文献 30

致谢 33

第一章 绪论

物联网作为一个领域而言相较与其他it类别还是相对年轻，05年国际电信联盟（ITU）正式提出这一概念，直到今天不过15年，但它所立足的基础包括各类网络基础设施，it，通信技术早已发展了较长的时间，所以它的发展极其的迅速，无论是分散的各品牌的新家居，还是试图打造家居生态的大厂都促进了其更快的进步。

背景

万物互联互通已经成为一种潮流，新老事物都在努力地去向这方向改进，融入这大潮。而家这个与我们息息相关的地方同样如此，家具随着时代的发展不断地改变，为的是不断适应我们的生活需求，故现今的家具也需要去融入时代的发展浪潮中，连接在一起才能更好地发挥自己的作用。

1.2 研究意义

家具以往的发展路线往往都较为独立，彼此间的关联较弱，这样的发展可以说是事倍功半，毕竟少数的家具无法去适应人们多变的需求。不可否认现今许多新出现的家居提高了生活的质量，但家居的增多也减少了一些便捷性，彼此间的联系还较弱，因此需要有一个系统去整合并集中管理那些家居，这样可以提高家具的使用效率，简化使用方式，从而使它们成为一个整体更好地服务于我们的工作生活。

第二章 系统开发技术和环境简介

2.1 主要开发技术

QT是一类c 扩展框架，它主要用于各种平台（主要是pc系统包括windows和各类unix系统）的图形化开发。

Qt优势：1.适用于各类pc系统，拥有不错的跨平台能力

1. 面向对象
2. 包含众多的api:提供了250个以上的c 类。支持2/3D图像渲染，OpenGL，XML等.

本次使用qt的原因一是其UI设计较为简单，二是由于串口要使用CSerial(Qt中则为QSerialPort)。

2.2 相关硬件简介

2.2.1开发平台简介

单片机是一种可以运行较简单命令微型集成芯片，它所能做到的是一般计算机的一种简化，也是计算机这一概念进一步延伸的体现。在那些由于空间等硬性条件无法使用大型计算机，又或者因为成本等原因只能选择新的办法，单片机就是这样情况下的产物之一。它并不具备高度的计算处理性能，但它的体积小，可以适应于几乎所有的使用场景，同时它也不需要执行复杂的任务，一般而言单片机所负担的都是较为简单的任务，而且由于其成本较为低廉且容易扩展，使用者大可根据自己的需求使用多个单片机或自行拓展。

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