本课题综合分析了智能家居遥控系统的背景意义、发展现状以及关键技术等，提出了基于手机APP的智能家居遥控系统——控制主机部分的方案。硬件方面本智能家居系统采用了STM32F107VCT6作为主控芯片，外围电路主要包括以太网模块、RS485通信模块、数据存储模块等。软件方面设计并实现了控制主机和子机之间、控制主机和手机APP之间的通信程序，并且制定了三者之间的通信协议。在数据存储方面设计了两种存储方式，一种为使用SD卡进行数据存储，同时借助FATFS文件系统模块实现对数据文件的管理；另一种为使用外部的W25Q64模块来存储，通过计算扇区的地址实现数据写入和读出操作。软件代码编写时借助了STM32F10x系列的固件库使用手册，简化了底层驱动设计的复杂性。系统实现的成本低、操作简单，具有良好的稳定性。 关键词 智能家居，STM32，以太网，红外控制
目录
1 引言 1
1.1 课题背景和意义 1
1.2 发展趋势和技术现状 2
1.3 关键技术 4
2 系统总体方案设计 6
2.1 设计目标与原则 6
2.2 总体方案设计 6
3 硬件方案设计 7
3.1 控制主机硬件构建 8
3.2 通信接口电路设计 10
4 软件方案设计 12
4.1 通信模块设计 12
5 系统调试 21
5.1 模块调试 21
5.2 整体调试 27
结论 31
致谢 32
参考文献 33
附录1 34
附录2 36
附录3 40
1 引言
1.1 课题背景和意义
1.1.1 课题背景
近年来，物联网技术和电子信息技术在全球范围内迅猛发展，同时推动了各种新兴技术的产生。智能家居是物联网技术的一个分支。二十世纪八十年代，美国首次提出智能家居的概念[1]，从此打开了智能家居技术发展的大门。智能家居的发展继承了物联网技术的特点，即通过内部局域网和外部互联网的媒介实现家居设备的远程控制[2]。智能家居系统的发展史大 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
致上分为四个阶段，第一个阶段即发展初期，通过双绞线或同轴电缆实现简单的家居设备控制，包括冰箱、电视、空调等；第二阶段是指通过RS485总线进行组网从而实现多个产品联合控制的功能；第三阶段也就是目前大多数国家正处在的发展阶段，实现了家庭的集中控制，控制主机开始产生，产品更加智能化、人性化；第四阶段，即基于全IP技术和Zig Bee技术的基础对家居设备实现“云”控制。
计算机技术和自动控制技术等高新技术的发展，一方面也推动着经济的不断进步，百姓的生活水平也越来越高，因此人们开始追求更加高科技、智能化、人性化的产品，来提高自身的生活水平。于是，各种智能型产品横空出世，空调、电冰箱、洗衣机、智能灯光、智能窗帘等，这些产品的需求量越来越大，逐渐演变成为家庭基本设备，因此一款集中控制这些家居设备的控制系统就变得不可或缺了。智能家居遥控系统恰恰就符合了人们的要求，再加上各种电视、报纸等媒体的推广，智能家居开始慢慢的走入到百姓的生活中，并且需求量逐年增长[3]。
1.1.2 课题意义
在科技和经济双重发展的时代，智能家居系统得到了很好的普及和推广，因此研究智能家居遥控系统具有非常高的现实性和实用性[4]。智能家居系统如今可以实现的功能多种多样，已经不仅仅局限于实现简单的家电控制[5]，还包括很多其他的功能，例如安防控制、三表远程抄表、医疗健康监控、智能照明等等。在科技日益发展的今天，人们的思想水平也不断提高，思维越来越大胆。思考着能在下班的途中打开家中的空调和电饭煲，回家后有舒适的温度和热腾腾的米饭；盼望着能拿着空调的遥控器给电视换台，而不用各种遥控器换来换去的使用，然而如今智能家居系统已经完全实现了这个功能。
智能家居系统的优越性、实用性显而易见，也在一定程度上得获得了百姓的认可，但是并没有得到全面地普及。这其中原因各种各样也因人而异，但是这样几点确实成为人们选择它的门槛：（1）高昂的价格。现有的很多智能家居系统产品价格很高，当然其实现的功能也很多，不仅仅满足了百姓对家居设备控制的基本许需求，往往还实现了其他很多扩展的功能，而这些功能往往不被使用，因此成了摆设。（2）操作复杂。计算机技术的发展突飞猛进，而百姓使用计算机产品的能力往往没有那么高，一个复杂的智能家居系统实现起来需要一层一层的操作，一层一层的设置，比手机操作复杂的多，这反而和智能家居系统追求的简单实用性的宗旨相违背。
因此，综合考虑百姓的需求和以上各种因素，研究开发一套基于手机APP的智能家居遥控系统变得非常有必要。手机的普及度非常高，几乎人手必备且大家都会使用，通过手机APP实现简单的家居设备的控制，控制主机采用STM32实现，不仅操作简单而且成本很低，具有良好的可实现性。
1.2 发展趋势和技术现状
1.2.1 国外发展趋势和技术现状
1984年，美国提出“智能家居”的概念，并且在概念提出后在美国康涅狄格州建造出世界上第一栋智能建筑，能实现简单的家电和电梯控制，同时也能进行邮件和语音传输，是智能家居系统发展的敲门砖。后来美国推出一种新型的方案——智能家居视频监控方案[6]，借助手机或PC视频监控应用程序，将监控服务以有线或无线的方式发送到终端设备上，远程监控家居设备。1999年美国提出“物联网”的概念并且提出“维纳斯计划”，物联网技术得以高速发展，另一方面也推动了智能家居遥控系统的改进。IBM公司和其他公司合作推出集“电脑、通信、建筑”为一体的智能家居控制系统，首先要在墙壁上安装一些基础设备，用户可以在远端通过PC或手机控制墙上的“家庭管理系统”，该系统发送指令遥控家居设备。20世纪90年代，新加坡推出新模式的智能家居系统[7]，但是在此之前，新加坡有近5000家住户在使用美国的家居系统，说明其产品需求量还是很大的。 2003年三星推出适用于中韩两国的智能家居系统，通过机顶盒和网络控制家电，形成了一套面向宽带互联网的智能家居控制网络，这标志着智能家居技术已经走向成熟。2014年，三星推出新型的软件操作平台"Smart Home"[8]，可连接智能电视、手持设备等，通过家里的WiFi网络控制智能家居设备。

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