智能家居的未来是要让所有的设备接入互联网，实现物物相连。受此启发，本文设计了一款基于arduino的家庭自动化系统。该系统以arduino硬件为核心，并通过软件部分的编写设计了一种无线密码锁。系统的主控制器采用tmega328P，外设由温度传感器、红外传感器、MQ2烟雾传感器以及WiFi模块组成。arduino集成开发环境编程可以缩短开发时间，方便用户使用，为工业生产带来极大便利。本文使用arduino集成开发环境开发了软件部分，利用系统自带的库文件编写温度采集程序，烟雾采集程序以及人体检测程序。本文设计的系统具有成本较低、操作方便、体积小、无污染、反应速度快等优点，有很广阔的市场前景。
目录
一、 引言 1
（一）课题研究背景 1
（二）国内外研究现状 1
（三）硬件总体设计 2
（四）软件总体设计 3
二、硬件电路设计 3
（一）单片机控制电路 3
1.单片机简介 3
2.单片机硬件电路设计 4
（二）温度控制电路 5
（三）人体检测电路设计 5
（四）气体检测模块 7
（五）WiFi控制模块 8
（六）蜂鸣器电路设计 9
三、软件设计环境 11
四、系统软件设计 13
五、调试结果分析 15
（一）、系统软件设计 15
（二）、系统调试 17
总 结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 部分程序 24
一、引言
（一）课题研究背景
随着科技水平的不断提高，经济和社会的快速发展，人们的物质生活水平提高，安全意识也不断提升，因此对住宅的要求也越来越高。具体表现在不仅希望拥有一个温馨、安适的住所，而且对其安全性、智能化等方面也有较高的要求。比如经常会有人出门忘记家里的灯、空调、门或者其他电器是否关闭，通常大家的做法重新回家检查一下然后离开，然而这样既耽误时间也浪费精力。此外经济的迅速增长给人们的生活也带来 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
了很大的负面效应，社会结构和治安日趋复杂，社会矛盾开始显现。随着流动人口迅速增加，偷窃、抢劫、入室作案的案发率也在逐步增长，严重危害着社会治安，因此人们迫切需要一个安全的生活环境。为此本系统提出一种智能家居系统的设计方案，该系统具有远程监控、防盗等功能，自带WiFi芯片，可接入互联网，这样就可以轻松接入云服务实现远程控制。本系统的宗旨是使用者不管在任何地方都可以随时查看家里的状况，例如温度是多少，湿度多少，窗户有没有关，电器的运行状态（第二章）等等。系统还可以控制家里的电器，例如在炎热的夏天，用户可以在下班之前提前打开空调，降低室内的温度。或者出差在外时可以通过远程控制打开家里的照明系统，起到防盗的作用，而系统自带的防盗系统也可以随时监控是否有人入侵。本系统拟采用单片机实现，单片机以其体积小、集成度高、价格低和性价比高等优势在工业控制、智能仪表、数据采集和家用电器等领域被广泛应用。本文中利用单片机和简单的器件开发的远程多功能智能安全防盗报警系统价位低、运行可靠，比较适合推广应用，可以对入室盗窃自动报警，实现室内火灾报警等,
（二）国内外研究现状
1984年，在美国康涅迪格州，世界上第一幢智能建筑落成。这栋建筑意义非凡，但只是按照一座旧式大楼的一定程度改造而完成的。它只是采用了计算机系统对大楼的电梯、照明、空调等设备进行了监控，并提供语音通信、电子邮件、情报资料等方面的信息服务。2000年，新加坡有将近30个社区大约5000户家庭采用这种家庭智能化系统，而美国的安装用户高达4万户。2003年，网络化家居的建设带来了高达4500亿美元的市场价值，这其中有3700亿美元是智能家电硬件产品的价值，剩余的部分则是软件和技术支持服务的费用。现在，国外的智能家居系统技术己日趋成熟，预计今年，50%以上的新房将具有一定的“智能型家居”功能。于此同时，由于技术的日益标准化，这些新型智能家居系统将比比尔.盖茨耗资6000万美元的高端别墅便宜得多。 
在家庭智能化系统研发方面，美国及一些欧洲国家一直处于领先的地位。近年来，以摩托罗拉公司及美国微软公司等为首的一批国外知名的企业，先后挤身于家庭智能化系统的研发中。例如: 摩托罗拉公司开发的“居所之门”、微软公司开发的“梦幻之家”、 IBM公司开发的“家庭主任”等均以日趋成稳的技术强占家居市场。除此以外，日韩等国的龙头企业纷纷致力于家居智能化的开发，对家居市场更是跃跃欲试。NYJ 随着人类社会的进步及科学技术的快速发展，特别是3C技术（Computer，Communication和 Control）的发展，人类开始迈入网络化和数字化为平台的智能化社会。信息化社会改变了我们的生活方式与工作习惯，同时也向传统的住宅提出了挑战。进入21世纪，人们在“衣食住行”方面的水平日益提高，在衣食无忧的今天，居住环境的优劣成为了衡量生活水平的又一重要标准。智能小区经过多年的实际应用，仅仅提供安全保障的智能小区系统已经很难满足人们对于安全、方便、智能化等方面的需要。因此，家庭智能化系统必将成为一个新的市场热点。 
家庭智能化系统以WiFi信号灯技术或者4G为基础，采用成熟、先进的设备和产品以及先进的管理软件，对整个家居的安全防范、信息通信、报警求助集中于统一的平台上进行管理。它不仅已经成为一个国家科学技术和经济实力的综合标志之一，而且也是人类社会住宅发展的必然趋势。
（三）硬件总体设计
本设计以arduino为核心设计了一个远程控制智能安防系统，本设计通过热释电红外对射管、温度传感器（DS18B20）、烟雾传感器（MQ2）三个传感器组成传感器检测单元，通过wifi模块和arduino连接组成远程数据监控系统。通过判断三个传感器的状态判断屋内温度、烟雾防盗信息等。热释电红外对射管用来检测是否有人从窗户进入，一旦发现有入侵则启动本地报警和远程报警功能，当检测到温度或者烟雾过高的时候，自动启动电机模块，实现降温或者排风的功能，同时利用WiFi模块实现远程报警功能。系统硬件设计框图如图11所示：


图 11系统硬件设计框图
（四）软件总体设计
本设计以Atmel公司的Atmega328PPU芯片为核心控制器件，软件采用Arduino设计平台，利用Atmega328P的IO引脚模拟一线总线协议获取温度传感器的数据，通过Atmega328P内部的AD采集单元获取烟雾传感器的值，通过IO引脚判断是否有人入侵，利用串口控制WiFi模块。系统软件实现的功能为系统启动后循环读取温度、烟雾以及是否有人同时把这些信息通过AT命令发送给WiFi模块，通过WiFi模块把数据发送到服务器端，这样在其他终端或者手机上就可以进行实时的数据查看。系统软件采用模块化的设计思路，主要包括温度检测模块、烟雾采集模块、WiFi控制模块、人体检测模块。

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