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毕业设计(论文)无线家居监控系统

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毕业设计(论文)无线家居监控系统_第1页
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无线家居监控系统摘要:本系统是以AT89S52为现场控制器,以ARM主控制器,它们辅以CC1100无线通信模块、温度传感器DS18B20、烟雾报警模块、PWM调光模块组成,实现温度信号的无线传输以及显示、亮度的无线传输显示和烟雾报警系统使用51单片机采集温度,亮度和烟雾报警信息,然后通过CC1100无线模块将数据发射到ARM;ARM通过CC1100无线模块接收数据然后显示温度和亮度、也可以通过触摸屏来控制51单片机端的LED的亮度和对报警信号进行处理最终完成了温度、亮度和烟雾信号的准确采集及CC1100的双向通讯,实现对家居的安防和控制关键词:ARM9;S3C2440;DS18B20;CC1100;PWM调光Wireless home monitoring systemAbstract:The system is based on AT89S52 site controller and based on the ARM host controller they are supplemented by CC1100 wireless communication module, temperature sensor DS18B20, smoke alarm module, PWM dimming modules, wireless transmission of temperature signals and display brightness wireless transmission display and smoke alarms. 51 single-chip system uses collecting temperature, brightness and smoke alarm information, and then through the CC1100 wireless module to data emission to the ARM; the ARM CC1100 wireless module to receive data and then display the temperature and brightness, also can via the touch screen to control the brightness of the 51 single-chip side of the LED and alarm signal for processing. Finally to complete the two-way communication of accurate acquisition of temperature brightness and smoke signals. Keywords: ARM9; S3C2440; DS18B20; CC1100; PWM dimming31目 录1 引言 22 本设计的任务和基本要求 33 设计方案及硬件电路结构 43.1 总体系统设计 43.2 主控模块的选择及硬件实现 43.2.1 ARM芯片 53.2.2 SDRAM存储系统 63.2.3 Flash的存储系统 73.2.4 LCD触摸屏系统 83.3 现场控制器的选择及硬件实现 83.4 温度采集模块的设计及硬件实现 93.5 调光模块的设计及硬件实现 113.6 烟雾报警模块的设计及硬件实现 123.7 无线通信模块的设计及硬件实现 134 软件设计 154.1 主控模块的软件设计 154.1.1 LCD驱动实现 164.1.2 触摸屏驱动实现 164.2 现场控制器模块的软件设计 184.2.1 温度采集软件实现 194.2.2 PWM软件实现 214.2.3 烟雾报警软件实现 234.3 无线收发软件设计 234.3.1 CC1100的SPI通讯 234.3.2 CC1100发送 254.3.3 CC1100接收 265 调试 275.1 单元模块调试 275.1.1 无线模块通断调试 275.1.2 温度无线监测显示调试 285.1.3 ARM对亮度无线控制调试 295.1.4 烟雾报警调试 295.2 系统集成调试 306 总结 317 参考文献 328 附 录 339 谢 辞 431 引言许多人的概念里,智能家居这个词离我们的生活似乎异常遥远,只是存在于高科技展览会里的表演,或是富豪们向人们炫耀财富而展示的一种家居装饰。

事实上,近年来智能家居已开始一步一步走进越来越多的普通家庭一套完整的智能系统一般包括保安、、影音、空调、灯光等几大子系统,价格上已可以被消费者所接受,业主完全可以根据自己的需要和喜好选择安装子系统,以满足自己居家的各种需求 随着家居智能化系统的不断完善,我们想象中的家中布满线网的情形不会再有了,家里一个小小的的角落就可解决全部问题安装一套智能家居,已经不再是一个概念,而是生活中切切实实可以享受到的高科技带来的便利生活体验 目前智能家居市场上消费者接受程度最高的无疑是安防系统,一套完整的安防系统包括报警系统、视频监控和可视对讲这些系统下又有许多分支系统,消费者一般根据不同要求和需要来选择安装,很少有人全部选择以最热销的报警系统为例,厨房安全警报和周边防范系统90%以上的业主都会选择,而选择这些系统的业主一般都是居住在别墅里,所以周边防范是最隐蔽最实用的安防系统一般周边防范由四盏位于别墅四周的路灯构成,这些表面看起来普通的路灯实则具有红外线监控系统,能够根据穿过红外线的物体大小判断,进行警报而厨房安全警报则会自动测量厨房煤气浓度,一旦超标即可发出警报,并自动关闭煤气管道总阀门。

尽管智能家居在我国好几年前已经出现,但至今仍是防盗和监控这两个功能的接受程度最高,这是由国情所决定的由于系统的不同,造价也高低有差虽然家庭安防系统偶尔有时会出现误报情况,但是随着科技的进步,相信精确率会越来越高 在家居娱乐和电器控制方面,智能家居也有突出表现,包括背景音乐系统、数字网络客厅、家居综合布线、灯光控制和电器控制等功能在内的系统,使人们的生活从各个方面变得更加安全、舒适、简单 娱乐和电器方面的智能家居系统必须要走人性化路线,智能家居具有易于操作控制的特性,只要一块控制模板,就可以在家里的任意一个角落随意控制家里的电器、灯光、电脑远程控制还可以做到使你在外(如办公室)通过控制家里电器的开关,或者在外地能够上网的地方对自家家居进行监控,就如同从前科幻片里的情节一般 目前市场上,智能家居的主要接受人群仍然是一部分高端人群业内人士认为,阻挠智能家居发展脚步的主要是价格和消费理念两方面的原因智能家居还属于高档消费,一套系统要几万元不等尽管接受度和认同度与以前相比已经大有提高,但仍主要局限于买别墅的高端人群和热爱生活、享受生活的年轻白领一族 另外,目前许多人对智能家居系统功能的认识不足,许多设计师也缺乏相应的专业知识去向业主推广,导致一部分实际上有需求的业主对智能家居还一无所知。

但是近年来,智能家居的普及度正在慢慢提高,随着国外同行业产品不断涌入我国,以及与国内智能家居行业的竞争加剧,客观上逐渐加大了宣传力度,并产生互补今后我国的智能家居应走品质与服务并重的路线,未来智能家居发展前景广阔今天我们已经进入了一个无线技术无所不在的时代在家中使用便利的无线;出门在外使用和远方的亲人通讯;开车GPS系统为我们导航指路;工作中使用无线网卡可以随时随地的进行网上办公等等在信息和知识以成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代,人们更加需要随时随地的获取信息,原来点对点的固定通讯方式已经远不能满足要求了人们需要无线宽带通讯技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流无线技术给人们带来的影响是无可争议的如今每一天大约有15万人成为新的无线用户,全球范围内的无线用户数量目前已经超过2亿这些人包括大学教授、仓库管理员、护士、商店负责人、办公室经理和卡车司机等他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样都在不断的更新随着无线通信技术的进步,无线通信和无线网络将迅速地向我们日常生活中的各个方面扩展嵌入式的无线通信和无线网络正在向我们走来,以无线片上系统为核心的低功耗、小体积、低价格嵌入式无线通信和无线网络系统近年来得到的迅速地发展,已经产生了无数的新应用和新的市场。

在农工业生产和日常生活中,为保证各项工作在某恒定的温度和湿度范围内安全进行,对温度和湿度的测量具有极有重要意义比如电力、电信设备及各类运输工具组件的过热故障预知监控,空调系统的温湿度监控,医疗与健诊的温湿度监控,化工、机械、温室、大棚等对这些场合的温湿度监控,如果采用人工的方式不仅消耗大量的人力、物力,而且实时性差,准确度地,特别在一些存在热源的生产基地,在短时间内温湿度可能发生剧烈的变化,无法采取人工进行准确的测量和管理,否则可能造成重大事故如果采用有线传输方式将传感器与主控机相连必然使系统布线复杂、成本增加、故障率高且难以维修,而价格低廉、体积小、功耗低、性能稳定、传输距离长的无线通讯芯片的出现,使无线温湿度监控成为可能2 本设计的任务和基本要求 (1)制作三个测试节点,每个节点均利用相应传感器,检测室内烟雾浓度(开关量)、亮度(开关量)和温度(﹣25~55℃),将所获信息无线传回监控主机2)监控主机当接收到烟雾报警信息时,可无线控制风扇运转,降低烟雾浓度;监控主机可任意无线控制室内灯光3)传送距离不小于5m3 设计方案及硬件电路结构3.1 总体系统设计系统可以完成室内温度的无线监测、通过ARM触摸屏进行亮度无线调节和烟雾无线报警。

工作流程如下:51单片机采集温度、亮度和烟雾数据,通过CC1100发送给ARM,当ARM接收到数据后通过LCD显示温度亮度和控制蜂鸣器另外ARM可以通过触摸屏无线控制调光模块系统设计框图如下所示图 1 系统设计3.2 主控模块的选择及硬件实现 主控模块采用的是友善之臂的ARM9 S3C2440开发板,通过它来控制温度和亮度显示,触摸屏的控制和蜂鸣器报警主控器模块硬件部分包括ARM处理器与SDRAM、nandflash、norfalsh、和LCD触摸屏等外围电路 以下是ARM9 SSC2440的硬件资源CPU处理器S3C2440 主频400MHZ,最高533MHZSDRAM内存HY57V561620FTP 64M 一片NandflashK9F1208 大小64M 2片NorflashSST39VF1601 大小2M 2片LCDNEC 256K 色240x320/3.5 英寸TFT 真彩液晶屏,带触摸屏100M的以太网接口(DM9000芯片)1个串口3个蜂鸣器1个I2C总线AT24C08芯片1个SD接口1个USB接口3个摄像头接口1个3.2.1 ARM处理器ARM处理器采用的S3C2440。

S3C2440是韩国三星公司生产的,基于ARM920T的16/32位RISC嵌入式处理器,是目前市场上应用非常广泛的一款嵌入式处理器该处理器是一个多用途的通用芯片,它内部集成了微处理器和常用外围组件,具有较高的性价比 S3C2440的频率是400MHz,其ARM920T核由ARM9TDMI、存储管理。

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