家庭自动化系统(DOC).docx

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1、本科毕业论文（2011届）题目家庭自动化系统的设计与探讨学院昆仑学院专业一自动化班级11级自动化学号1153505005学生姓名孙通一指导老师_王淑钦完成时间2015年6月书目摘要I第一章绪论I1.1 家庭自动化系统的概述11.2 国内外现状及发展趋势11.2.1 国外发展状况1122国内发展状况2123发展趋势31.3 课题探讨的目的及意义31.4 系统设计的主要任务4第二章硬件部分设计42.1 信号调理模块52.2 红外信号放射模块52.3 红外信号接收模块92.4 A/D转换模块IO2.5 D/A转换模块112.6 驱动模块122.7 语言识别模块142.8 1.CD模块152.9 网口

2、芯片模块16第三章软件部分设计173.1 系统功能实现原理183.2 系统软件构架193.3 系统软件流程203.4 “语音信号”和“关闭指令”中断发生21第四章总结和展望224.1 总结224.2 展望23致谢23施着社会的发展和科技的进步.越来越多的家用电凿进入了人Q的生活.这些家用电器给人们的生活带来了很多的便利和享受利用语音实现家用电器遥控是实现家庭自动化方向之%本次毕业设计的题目是用AT89C51实现语音限制家用电器，该系统主要是由AT89C51单片机、DTMF解码芯片MT888、谱音芯片ISD4W44等.通过谱音求远程限制家里的电器.该系统可以干脆开关电器、延时开关电器、监听家中声

3、音,并且有自动语音提示功能.系统具有运行牢靠、成本低、操作便利、适用性强等特点，具有较大的推广价值。关询：语音.胞片机,家庭自动化一、缰论1.1 家庭自动化系统的概述家庭自动化系指利用微处理电子技术来集成或限制家中的电子电器产品或系统,例如：照明灯、咖徘炉、电脑设品.保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等.家庭白动化系统主要是以一个中心微处理机（Centra1.ProcessorUnit,CPU）接收来自相关电子电器产丛（外界环境因索改变,如太阳初升或两落等所造成的光税改变等）的讯息后，可以既定的程序发送适当的信息给其它电子电潜产品.中心微处理机必;S透过很多界面来限制家中的电器产品，这些

4、界面可以是键盘,也Ur以足触摸式荧梆、按钮、电脑,电话机、海控器等；消费者可发送信号至中心微处理机，或接收来自中心微处理机的讯号。家庭臼动化是智能家居的一个重要系统,在智能冢居刚出现时,家庭门动化收至就等同于智能家居,今日它仍是智能家居的核心之一,但随着网络技术有智能家居的普遍应用.网络家电/信息家电的成熟,家庭自动化的很多产品功能将融入到这些新产品中去,从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少，其核心地位也将被子家庭同络/家庭信尽系统所代替.它将作为家庭网络中的限制网络部份在智能家居中发挥作用.1.2 国内外现状及发展趋势1.2.1 国外发呈现状在国外，智能家居常被称为“SmartHo

5、me.目前，世界上很多计算机、通信、家电行业的巨人都相识到它的巨大市场潜力，给统进入这个领域,CiS8、Ime1、NortekMotoro1.a.1.ucent,3Com.IBM.ErkSSCn和松卜等公司都己起先建立智能信息家电和智能家居公司。目前己出现在市场上的智能信息家电和智能家居类的产品主要有:（1）美国的X-IO系统，该系统是通过电力战作为网络平台，实行集中限制方式实现多种功能，目前在国内应用极少,这套系统的功能较为强大，但它短衡不具备在国内市场推广的条件.首先它是基于美国的电力环境设计的，很碓适应国内恶劣的电力线环境;其次，它的功能虽然强大，但是针对西方消费的习惯设计的，碓以满意国

6、内消近者的要求;最终，也是最为重要的因素，它的价格也是国内的房地产品和一银消费玳以接受的，(2)馅国的EB1.系统，该系统果纳的是预理总线及中心限制方式实现各种限制功能，目前在国内应用极少，究其缘由，一个是其工程要求较为困难、严格;另一方面，由于它须要进行找路预理，因此主要客户对象是新建小区的开发商，倒它较裔的价格是这些开发商所难以承受的,所以始终无法打开国内市场。(3)新加坡8X系统，该系统来炳预埋总线和集中限制方式实现各种功能,同时，利用的产品Ur对系统进行扩展“目前该系统在国内有少量:应用，应当说8X系统最大优势在干系统较为成钻.是比较适合中国国情的系统.在国内及东南亚市场有胜利应用的范

7、例,但在系统架构、帔提性、价格零方面还难以满意要求.首先，8X采纳的预埋总线方式确定了它的切入点只能是新建小区，对于旧房改造这一潜在的巨大市场它无能为力;其8X集中限制的方式降低了用户的可选择性，前期投入成本较高，而这正是房地产商最为关切的问题,1.2.2 国内发呈现状我国的智能家居相对于国外起步较晚,尚未形成肯定的国家标准,主要采纳国外的技术和产M阁，但也有一些企业推出了自己的产品，其中主要有：(I)清华同方的C-Homc数字家园.清华同方智能家居限制系统是特地针对中国家庭设计的家庭自动化系统,遵循国际技术标准，果纳嵌入式软、硬件技术，供应网络、网络节点及末端设在等全系列家庭自动化产品.系统

8、可以供应的功能智能两光、家电管埋、远程限制、家政保安、环境设置和窗帘限制等功悭,清华同方的eHome1.字家园主要是在智能大阪、智能小区的建设中，供应完整的系统解决方案，产品以功能模块开发为主，采纳国外成然的智能家居标准之上。(2)海尔的“e家庭”.2000年9月海尔提出“e家庭”概念，并支配接连推出以下的气家庭”产品:密庭无线同络、整体智能厨房、整体卫浴、智能上网设备、ebook、掌上智能设备、指奴/瞳孔识别系统、TabHpC等产品。海尔的“e家庭”以海尔电腑作为限制中心，各种网络家电作为终端设得,以海尔移动电话作为格动数字限制中心.在技术方面,海尔与微软合作，利用微软的Wind。WSMC技

9、术和海尔的网络家电技术,使“c家庭”己具雏形.海尔己推出了网海尔的“c家庭”科隆的“现代欧居估息限务集散限制系统”络洗衣机、网络冰箱、网络空调、网络热水器、网络微波炉等一系列信息家电的产品。(3)科隆的“现代家居佰息服务集散限制系统”.科隆集团推出的“现代家居信息服务集欣限制系统”，有效地集成了家电智能限制、家电远程故障诊断及维护、远程互顺网限制和家庭消遣诸项功能，以上三种具有代表性的我国智能家居系统,是不同企业和科研单位从不同角度和立场理解智能家居的结果,由于智能.家居系统现在还缺乏统一明确的国际标准，因此很多公司开发出的产M运用的是自己组网技术和信恩交换协议，有的核心技术没有对外公开，技术

10、困难.不易驾驭，仃很多产品是针对特定的殂网环境开发的产品，因此，限制了其运用的范困，而且由于是少数几家公司约定的技术，相关第三方产品缺乏，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，用户扩充系很不便利,限制了其进一步的发展.还有的系统成本太高一般用户难以承受.所以也没能广泛推广运用.因此设计一个符合国情、符合国家规范的集远程限制和本地限制为一体的智能家居限制系统具有特别重要的现实意义和深远的历史意义.2.3发展Ia势(1)向“一体化系统集成”方向发展.家居智能化需满意自动化管理.三表计量、平安防范监控、火灾报警、对讲呼叫、设备监控等六方面内容，把六项内容的智能化功能集成，从而降低成本.是其招来发展的

11、一个方向.(2)向节能环保方向发展。智能化的本质之一是降低成本和提高效率，节能是降低成本的关键技术：环保是全球的要求,智能家居如何结合现行技术降低功耗、削减对家庭和小区的环境污染,提高生活环境的质量,这些也是其将来发展必需考虑的因素,也是“科学发展观”的最好实践.(3)向仿人智能化、网络化、人性化方向发展.仿人智能化是智能限制发展的必定趋势.它是当代高科技技术和生物学技术的高度综合和升华.因此.家居的智能化也必定向仿人智能化方向发展；网络化是信息技术、通信技术和计算机技术发展的必定玲势，是智能化的,个改整条件；人性化体现了”以人为本”的思想，是科学技术发展的目的和朵终归宿.因此,也是智能家居招

12、来的一个发展方向.(4)向规范化、标准化方向发展。我国智能家居发展较晚，新技术、新产品层出不穷，标准和规范还在制定之中。产品的规范化、标准化方面仍存在耗很多问题：WTo的加入还需考虑和国际接轨的何跑：规范化、标准化是智旎家居快速发展、走入国际市场的必田之路.(5)向具有“中国特色”的家居料能化方向发展，家居智能化系统须鬟大量的适合中困国情的产品和运行软件,目的开发的软硬件产品的种类较少.水平较低.因此.这一方面的探讨开发急需加强.而在我国现今的生活环境下.一般百姓在家庭装潢时对于智能家居系统短超还处于生疏和不接受的状态,其中主要缘由为智能居系统的昂扬成本让智能家居碓以走进一俄百姓家庭.在这样的

13、环境下,探讨新的智能家居系统就尤为主要.本设计主要以单片机为主要限制芯片，利用手机短信通讯,大大降低了成本,节能环保.13M探讨的目的及意义家庭智能限制系统可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、琮合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起.通过统筹管埋，让家居生活更加舒适、平安、有效.与一殷家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能供应舒适平安、商品位旦宜人的家庭生活空间,还将原来的被动静止结构转变为具有能动才智的工具，供应全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交换畅通，优化人们的生活方式，？自助人们有效支配时间,埴加家居生活的平安性，甚至为各种

14、能源费用节约资金。其网络化功能可以供应遥控、家电（空调,热水器等）限制、照明限制、室内外遥控、曲帘自控、防盗报警、电话远程限制、可编程定时限制及计算机限制等多种功能和手段使生活更加舒适、便利和平安.因智旎家居限制系统布线简洁.功能敏徒.扩展简洁而被人的广泛接受和应用.1.4系统设计的主要任务用AT89C51单片机实现语音对家电的限制，自动录制遥控潞红外信号和运用者的声音信号，并存储到设得当中，当运用者卜达语音指令时，设箸公自动识别语音信号并和单片机上已经录入的信号系相匹配.然后由总片机发布相应指令，通过无线电信号传输到红外信号发生潴,从而发出跳外线信号,达到对家电系统谱音遥控限制的目的,在关闭

15、家电之后.系统会自动发布关闭电源信号，操作模拟开关对家电进行彻底的断电,达到平安节能的目的。二、硬件部分设计智能家电语音限制系统是一款代替家庭日常用到的纣外照控器集成到一起并且可以通过语音估号进行限制的智能系统,它可以对平常冢庭中须要用到红外遥控器的家电（如电视、空冏、DVD等）进行语音限制，免去多个遥控器操作不便利和遥控器运用范围的限制.功能要求：具有谙音操作功能的单片机,可以发布遥捽信号的红外信号发生湍.无线麦克风.无线电伯号调制解两2.1信号辑理模块由于输入的信号幅度是不确定、可能很大也可能很小，这样对于输入信号的测受就不便利，过大可能会把器件烧毁，过小可能器件检测不到，所以在设计中采纳了这个信号调理电路对输入的波形迸行阻抗变换、放大限附和祭形，信号调理部分电路详细实现电路原理图如图2.1信号频率计的放大整形电路22红外信号放射模块DS1SB20单线数字温度传感器,即“一线器件”，其具存特点：(I)采纳单总线的接口方式与微处理器连接时仅须要一条口战即可实现激处理器与DS18B2O的双向通讯，单总跷具有经济性好，抗干扰实力强，适合于恶劣环境的现场温度测3运用便利等优点，运用户可轻松地组轨传塔等网络，为测眠系统的构隹引入全新概念。(2)测显温度范围宽，测盘精度高DSI8B20的测量范围为-55C-