摘 要随着科技的进步、社会的发展和物质基础的提高，人们越来越追求更高质量、更便捷的生活方式。智能家居逐渐满足人们的生活需求。但是,目前大多数的智能家居只适用于健康人，很少会有家居设计涉及有生活障碍的残疾人。盲人只能用60%的感觉获取信息。大多数盲人会依靠导盲装置行走，他们最常用的导盲装置是拐杖，盲人们用它来敲击地面，它可以帮助盲人在0.5米内感受到障碍物。随着发展，传统的导盲杆无法满足盲人的要求。本文就专门为盲人设计了一款功能多样化、较为完整的盲人智能家居系统，主要针对盲人的行走、智能的感知和安全防护提供智能的服务。本文以Arduino组成的网络为核心，通过温湿度模块来检测采集家中温湿度的数据，然后通过网络发送给手机。用气体模块检测家中是否有有害气体的泄露，一旦有有害气体泄漏蜂鸣器就会发出报警，保证家居空气环境的安全。通过超声波模块与各家居的距离，得到数据，并播报，通过语音播报模块进行语音播报，告知盲人数据。这种智能系统是盲人家庭安全的保证。在最大程度上帮助盲人，在保证他们安全的同时提高他们生活质量。
目录
一、引言 1
（一）课题研究的意义 1
（二）国内与国外智能家居的发展现状 1
二、盲人智能家居的方案设计 2
三、系统硬件设计 3
（一）主控模块Arduino的介绍 3
（二）温湿度传感器DHT11 4
（三）12864液晶显示屛 5
（四）HCSR04超声波模块 9
（五） MQ2烟雾传感器模块 11
（六） 语音模块 12
（七） 蜂鸣器 13
（八）WiFi模块 14
（九）人体红外传感器 16
四、系统的软件设计 17
（一）主程序系统程序设计 18
（二）DHT11温湿度程序设计 18
五、 实物设计与调试 19
（一）框架设计 20
（二）电路设计 20
（三） 调试问题 20
总结 22
致谢 23
参考文献 24
附录一 电路原理图 25
附录二 PCB图 26
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附录三 实物图 27
附录四 源程序 28
一、引言
什么是智能家居？所谓智能家居就是以住宅为中心，通过计算机对家居系统进行集中智能管理。将家中的安防，照明，网络和家用电器等各种家庭设备，通过家庭网络连接到一起，从而实现信息交互与通信，使家居生活变得安全舒适。
但是，这些都是给健康人使用的，对于盲人而言，使用这些都不是很方便。
现在中国是世界上盲人人数最多的国家，大约有500万。占全世界盲人人口的18%。在盲人这特殊群体的日常生活中会有各种各样的问题，由于视觉的障碍而导致不尽如意的地方。有了这款盲人智能家居就可以在生活上帮助他们很多。
（一）课题研究的意义
本文基于Arduino的盲人智能家居系统的设计，它主要是根据盲人在独立生活中需要克服视觉障碍，并能对家居环境进行熟悉。本文由硬件结构与软件设计共同组成。用Arduino作为主导网络有效率高、成本低、可控性强、使用方便等特质。近年来,随着信息技术的快速发展,自由化与高层次的交流、业务量快速增长，除了提高工作环境的安全性、舒适性和效率要求外，对智能家居的需求大大增加；此外,计算机控制技术的发展与电子信息与通信技术的发展大大降低了电子产品的成本，保证了它们的安全性。本文是以Arduino组成的网络为核心，首先可以通过温湿度模块来采集家中环境的温度和湿湿度的数据，然后通过网络发送给手机。用气体模块检测家中是否有有害气体的泄露，一旦有有害气体泄漏蜂鸣器就会发出报警，保证家居空气环境的安全。通过超声波模块与各家居的距离，得到数据，并播报，通过语音播报模块进行语音播报，告知盲人数据。该系统是盲人家庭生活安全的保障。
（二）国内与国外智能家居的发展现状
1、国外发展现状
自从全世界第1座智能建筑在美国出现以来，世界各地都掀起了研究智能家居的浪潮。现在已经提出了很多智能家居的解决方案，并在美国、德国、新加坡、日本和其他国家广泛使用。但是，每个国家的智能家居都有不同的优势。美国智能家居环境的发展大部分都偏向于舒服和享受，因此会造成过度使用能源的问题，相悖于我们当今社会提出的节能环保理论。但在日本和德国，他们更在乎于智能家居的功能与是否实用，这样可以兼顾到发展环保及实用，值得被大力提倡。
2、国内发展现状
从20世纪90年代开始，中国对智能家居发展的关注相对较晚。虽然比发达国家开始的时间晚了很多。不过，随着国内对智能家居的重视，很多智能产品在市场上比较流行，由于不同厂商生产的智能产品各有不同，我国的智能家居产品发展并不够成熟，规模不是很大。然而，我国在家居智能产品方面也并不是一无所有，例如：“eHome 数字家园”与“e 家庭”等产品的出现。综上所述，国内智能家居发展起步比较晚，产品的性能有好有坏，与其他产品的兼容性比较低，后期产品的维护升级也比较难，每个方面都有提高的空间。
二、盲人智能家居的方案设计
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图 1 系统总体设计框图
如图1所示，这款智能家居系统的核心是Arduino nano微控制器，除了温湿度传感器，烟雾传感器，超声波传感器，12864液晶屏，人体红外传感器，蜂鸣器，语音播报模块，WiFi模块。
家里的温度和湿度数据由温度和湿度检测器收集并通过网络发送到手机。气体检测家中是否有有害气体的泄露，一旦有有害气体泄漏蜂鸣器发出报警，保证家居空气环境安全。通过超声波模块与各家居的距离，得到数据，并播报，通过语音播报模块进行语音播报，告知盲人数据。
三、系统硬件设计
（一）主控模块Arduino的介绍
Arduino是一个使用操作简单的开源电子原型平台。包含硬件和软件部分。它是由欧洲开发团队在2005年冬天开发的。 它基于开源的简单I / O接口，具有类似于Java和C的处理/接线开发环境。包含两个主要的部分：硬件部分是Arduino板，可用于电路连接; 另一个是Arduino IDE，即计算机上的程序开发环境。 Arduino nano的引脚图分布情况如图2所示。
图 2 Arduino nano 的引脚分布图情况
Arduino Nano是Arduino USB接口的缩小版。最大的区别是没有电源插座，USB接口是minib插座。Arduino Nano非常小，可以直接插到电路板上。其处理器核心为[[ATmega168] (nano2.x)和[[ATmega328]] (Nano3.0)，有14个数字输入/输出端口(其中6个可用作PWM输出)、8个模拟输入、16MHz晶体振荡器、minib USB端口、ICSP报头和一个复位按钮。

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