基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)

1、 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)智能家居監(jiān)控系統(tǒng)單位名稱：單位名稱：湖南湖南理工學(xué)院理工學(xué)院參賽隊(duì)員：參賽隊(duì)員： 潘添翼潘添翼 龍?jiān)S龍?jiān)S 楊晶楊晶 劉江強(qiáng)劉江強(qiáng)智能家居監(jiān)控系統(tǒng)作品展示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)前景展望共通你我功能描述3 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)由主機(jī)、監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)三部分組成，每個(gè)節(jié)本系統(tǒng)由主機(jī)、監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)三部分組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)和主機(jī)之間通過射頻識(shí)別（點(diǎn)和主機(jī)之間通過射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)實(shí)現(xiàn)全雙工通信。）技術(shù)實(shí)現(xiàn)全雙工通信。主機(jī)擬通過主機(jī)擬通過GPRSGPRS連接到連接到Internet,Internet,并與用戶通過短信方式實(shí)并與用戶通過短信方式實(shí)現(xiàn)信息交互。現(xiàn)信息交互。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3

2、/24/20221.STM32F103ZET61.STM32F103ZET6嵌入式處理器嵌入式處理器 ：2.LSDRF4310M012.LSDRF4310M01無線模塊無線模塊 ：主機(jī)主機(jī)部分部分 靈敏度高達(dá)靈敏度高達(dá)-106dB/m； 傳輸性能優(yōu)良傳輸性能優(yōu)良,可靠傳輸距離可靠傳輸距離250m； 高可靠性、體積小、重量輕；高可靠性、體積小、重量輕； 低功耗，發(fā)射電流低功耗，發(fā)射電流43mA；接收電流；接收電流25mA；睡眠電流；睡眠電流10uA。高性能、低成本、低功耗的高性能、低成本、低功耗的ARMCortex-M3 32位內(nèi)核；位內(nèi)核；高達(dá)高達(dá)72MHZ工作頻率工作頻率 ；豐富的外設(shè)；豐富

3、的外設(shè)； 靈活的通信接口。靈活的通信接口。 3/24/20221.超低功耗超低功耗STM32L151CBT6微控制器微控制器 ：2.2.各類傳感器各類傳感器 節(jié)點(diǎn)部分節(jié)點(diǎn)部分高性能高性能ARM Cortex-M3 內(nèi)核；內(nèi)核；高達(dá)高達(dá)32MHZ主頻主頻;低功耗，多種低功耗工作模式；低功耗，多種低功耗工作模式；外設(shè)豐富，應(yīng)用靈活。外設(shè)豐富，應(yīng)用靈活。SHT11工業(yè)級(jí)數(shù)字溫濕度傳感器，具有品質(zhì)卓越、超快工業(yè)級(jí)數(shù)字溫濕度傳感器，具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)；響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)；光敏電阻器廣泛應(yīng)用于光的測、光的控制和光電轉(zhuǎn)換等光敏電阻器廣泛應(yīng)用于光的測、光的

4、控制和光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域，具有使用簡單、測量精確等優(yōu)點(diǎn)；領(lǐng)域，具有使用簡單、測量精確等優(yōu)點(diǎn)；3/24/2022熱釋紅外傳感器能將接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電熱釋紅外傳感器能將接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)壓信號(hào), ,其本身無輻射、功耗小、隱蔽性好、價(jià)格廉其本身無輻射、功耗小、隱蔽性好、價(jià)格廉 ，廣泛的應(yīng)用于防盜報(bào)警系統(tǒng)中；廣泛的應(yīng)用于防盜報(bào)警系統(tǒng)中；MQ-2MQ-2氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，是氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器，使用壽命長、穩(wěn)定一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器，使用壽命長、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快速性好、響應(yīng)快速 。無線、非接觸

5、遙感技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，無線、非接觸遙感技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)。2.各類傳感器各類傳感器簡介簡介： 本設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，采用射頻識(shí)別（本設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，采用射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)構(gòu)）技術(shù)構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測、安全報(bào)警、家用電器的智能調(diào)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測、安全報(bào)警、家用電器的智能調(diào)節(jié)以及家用電器的遠(yuǎn)程控制等功能。本系統(tǒng)與家庭生活中各種應(yīng)用系統(tǒng)節(jié)以及家用電器的遠(yuǎn)程控制等功能。本系統(tǒng)與家庭生活中各種應(yīng)用系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，通過綜合管理，讓家庭生活更加舒適、

6、安全、有效、有機(jī)結(jié)合在一起，通過綜合管理，讓家庭生活更加舒適、安全、有效、節(jié)能?？傮w功能圖如下圖所示。節(jié)能?？傮w功能圖如下圖所示。功能描述3/24/2022開啟熱釋傳開啟熱釋傳感器感器 實(shí)時(shí)檢測實(shí)時(shí)檢測監(jiān)控監(jiān)控 區(qū)情況區(qū)情況 發(fā)現(xiàn)異常發(fā)現(xiàn)異常立即立即發(fā)出安全警發(fā)出安全警報(bào)報(bào) 自動(dòng)檢測自動(dòng)檢測 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù) 綜合分析綜合分析 各項(xiàng)數(shù)據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù) 發(fā)出紅外發(fā)出紅外 控制編碼控制編碼系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置紅外編碼錄入紅外編碼錄入設(shè)置模式設(shè)置模式 智能模式智能模式 防盜模式防盜模式 原理分析原理分析共通你我難點(diǎn)：如何制定簡單、低廉、穩(wěn)定且適合本系統(tǒng)的通信協(xié)議？難點(diǎn)：如何制定簡單、低廉、穩(wěn)定且適合本

7、系統(tǒng)的通信協(xié)議？解決方法：解決方法：自身特點(diǎn)協(xié)議分析協(xié)議設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性強(qiáng)、單實(shí)時(shí)性強(qiáng)、單次傳輸數(shù)據(jù)量次傳輸數(shù)據(jù)量較小、傳輸次較小、傳輸次數(shù)頻繁、信息數(shù)頻繁、信息類型較為復(fù)雜類型較為復(fù)雜、傳輸?shù)目尚?、傳輸?shù)目尚砸笠话?、環(huán)要求一般、環(huán)境干擾較小等境干擾較小等特點(diǎn)。特點(diǎn)。信息幀為數(shù)據(jù)信息幀為數(shù)據(jù)傳輸單元、主傳輸單元、主發(fā)從響的方式發(fā)從響的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、以地址碼的方以地址碼的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備之式實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的識(shí)別。間的識(shí)別。握手類幀結(jié)構(gòu)握手類幀結(jié)構(gòu)控制類幀結(jié)構(gòu)控制類幀結(jié)構(gòu)監(jiān)測類幀結(jié)構(gòu)監(jiān)測類幀結(jié)構(gòu)維護(hù)類幀結(jié)構(gòu)維護(hù)類幀結(jié)構(gòu)主機(jī)輪詢從主機(jī)輪詢從機(jī)，被查詢機(jī)，被查詢到的從機(jī)將到的從機(jī)將數(shù)據(jù)

8、發(fā)給主數(shù)據(jù)發(fā)給主機(jī)機(jī)。3/24/2022無效字 幀頭 設(shè)備ID CRC-8校驗(yàn) 幀尾 4(Byte) 2(Byte) 2(Byte) 2(Byte) 2(Byte) 無效字 幀頭 設(shè)備ID監(jiān)測標(biāo)識(shí) CRC-8校驗(yàn) 幀尾 4(Byte) 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)無效字 幀頭 設(shè)備ID數(shù)據(jù)包CRC-8校驗(yàn) 幀尾 4(Byte) 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)握手幀結(jié)構(gòu)握手幀結(jié)構(gòu)檢測請(qǐng)求幀結(jié)構(gòu)檢測請(qǐng)求幀結(jié)構(gòu)檢測應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)檢測應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)3/24/2022無效字 幀頭 設(shè)備ID響應(yīng)字CRC-8校驗(yàn) 幀尾 4(Byte)

9、 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)無效字 幀頭 設(shè)備ID命令字CRC-8校驗(yàn) 幀尾 4(Byte) 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)控制發(fā)送幀結(jié)構(gòu)控制發(fā)送幀結(jié)構(gòu)控制響應(yīng)幀結(jié)構(gòu)控制響應(yīng)幀結(jié)構(gòu)備注：備注：無效幀無效幀防止丟失幀頭（中斷響應(yīng)延時(shí)）防止丟失幀頭（中斷響應(yīng)延時(shí)）幀頭幀頭數(shù)據(jù)幀的開始，用于區(qū)分幀的類型數(shù)據(jù)幀的開始，用于區(qū)分幀的類型設(shè)備設(shè)備IDID設(shè)備的身份，用于通信中區(qū)分各設(shè)備設(shè)備的身份，用于通信中區(qū)分各設(shè)備CRC-8CRC-8校驗(yàn)校驗(yàn)提高數(shù)據(jù)通信的正確性提高數(shù)據(jù)通信的正確性幀尾幀尾數(shù)據(jù)幀的結(jié)束數(shù)據(jù)幀的結(jié)束前景展望

10、作品優(yōu)勢作品優(yōu)勢 功耗低，采用電池供電，在停電的情況下也正常工作；功耗低，采用電池供電，在停電的情況下也正常工作； 節(jié)點(diǎn)體積小，方便安放，擴(kuò)展性能好節(jié)點(diǎn)體積小，方便安放，擴(kuò)展性能好 ； 主機(jī)帶獨(dú)立的系統(tǒng)，具備顯示和輸入功能，無需配備電腦使主機(jī)帶獨(dú)立的系統(tǒng)，具備顯示和輸入功能，無需配備電腦使用，應(yīng)用更加靈活；用，應(yīng)用更加靈活； 簡單、低廉、穩(wěn)定的通信協(xié)議，保證了節(jié)點(diǎn)和主機(jī)間數(shù)據(jù)交簡單、低廉、穩(wěn)定的通信協(xié)議，保證了節(jié)點(diǎn)和主機(jī)間數(shù)據(jù)交互的速度和穩(wěn)定性；互的速度和穩(wěn)定性； 操作簡單，適合于普通人群使用。操作簡單，適合于普通人群使用。3/24/2022升級(jí)與完善升級(jí)與完善完成通過完成通過GPRSGPRS

11、連接到連接到InternetInternet，實(shí)現(xiàn)手機(jī)遠(yuǎn)程控制；，實(shí)現(xiàn)手機(jī)遠(yuǎn)程控制；完成紅外編碼錄入和紅外智能控制功能；完成紅外編碼錄入和紅外智能控制功能；進(jìn)一步完善通信協(xié)議，增加節(jié)點(diǎn)輪詢速度，提高穩(wěn)定性；進(jìn)一步完善通信協(xié)議，增加節(jié)點(diǎn)輪詢速度，提高穩(wěn)定性；增加中繼站，遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)可以通過中繼節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳給主機(jī)；增加中繼站，遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)可以通過中繼節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳給主機(jī)；拓寬智能家電控制范圍，如智能家庭娛樂系統(tǒng)；拓寬智能家電控制范圍，如智能家庭娛樂系統(tǒng)；加入視頻監(jiān)控和智能門禁功能。加入視頻監(jiān)控和智能門禁功能。前景展望3/24/2022 發(fā)展?jié)摿Πl(fā)展?jié)摿Ρ尘氨尘?對(duì)比對(duì)比 應(yīng)用應(yīng)用 。具備了一定的具備了一定的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出用基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢良好的發(fā)展態(tài)勢 。本設(shè)計(jì)同時(shí)具有價(jià)本設(shè)計(jì)同時(shí)具有價(jià)格低廉、體積小、格低廉、體積小、功耗低、