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課 程 設 計課程名稱： 嵌入式設計 設計題目： 智能家居監(jiān)控系統(tǒng) 班 級： 20122111 學 號： 2012211127 姓 名： 指導教師： 完成時間： 2015/12/9 哈爾濱工程大學教務處 制嵌入式設計報告智能家居監(jiān)控系統(tǒng)班級：教師評語：教師簽名：2015年12月課程設計題目智能家居監(jiān)控系統(tǒng)目的和背景 智能家居又稱智能住宅，正朝著具備無線遠程控制、多媒體控制、高速數據傳輸等功能 的方向發(fā)展，其關鍵技術為兼容性強的家庭控制器和滿足信息傳輸需要的家庭網絡。目前， 傳輸網絡多采用綜合布線技術，限制了系統(tǒng)應用場所，而且費用較高，采用無線方式構建靈 活便捷的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)，成為當前的主流趨勢。目前，應用于智能家居的無線通信技術主要包括 Ir-DA 紅外線技術、藍牙技術和 Zigbee 技術等，Ir-DA 屬于短距離、點對點的半雙工通信方式，使用不便且失誤率高，不適用于家 庭的組網方式；藍牙技術則因為網絡容量有限，成本較高，不適于節(jié)點較多的家庭網絡應用。本項目通過采用傳輸范圍適中、安全可靠、網絡容量大的 Zigbee 技術，設計智能家居 遠程監(jiān)控系統(tǒng)。主要內容1） 信息顯示。2） 照明控制。3） 家電控制。4） 入侵監(jiān)測。5） 煙感監(jiān)測。6） 溫度、 濕度監(jiān)測。7） 遠程監(jiān)控， 數據透傳。8） 選項設置。采用的工具方法硬件環(huán)境 1： NEUEBD-ARM 開發(fā)套件硬件環(huán)境 2： CC2530 開發(fā)套件軟件環(huán)境:1. UCOS2.5.1，提供 UCOS 內核構建2. ADS1.2、 IAR7.51，提供集成開發(fā)環(huán)境進度安排1-2天：完成項目要求書、模塊計劃書、系統(tǒng)設計書、RTM3-4天：完成模塊概要設計、模塊概要設計書、模塊接口定義書、模塊間 EVENT 流和數據流系統(tǒng)圖5-7天：完成模塊詳細設計 模塊詳細設計書8-13天：完成模塊代碼 模塊代碼14-16天：完成項目報告參考資料1 目的和背景 智能家居又稱智能住宅，正朝著具備無線遠程控制、多媒體控制、高速數據傳輸等功能 的方向發(fā)展，其關鍵技術為兼容性強的家庭控制器和滿足信息傳輸需要的家庭網絡。目前， 傳輸網絡多采用綜合布線技術，限制了系統(tǒng)應用場所，而且費用較高，采用無線方式構建靈 活便捷的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)，成為當前的主流趨勢。目前，應用于智能家居的無線通信技術主要包括 Ir-DA 紅外線技術、藍牙技術和 Zigbee 技術等，Ir-DA 屬于短距離、點對點的半雙工通信方式，使用不便且失誤率高，不適用于家 庭的組網方式；藍牙技術則因為網絡容量有限，成本較高，不適于節(jié)點較多的家庭網絡應用。本項目通過采用傳輸范圍適中、安全可靠、網絡容量大的 Zigbee 技術，設計智能家居 遠程監(jiān)控系統(tǒng)。2 功能描述和模塊設計圖1：智能家居監(jiān)控平臺示意圖1) LCD 主菜單顯示顯示當前時間日期，電器開關狀態(tài)，是否鬧鐘開啟。顯示用戶操作菜單。顯示設置菜單。2) 照明控制使用 LED、 AD（ 1 個） 硬件資源。使用 LED 可模仿家中主要房間的照明。通過照明控制子菜單控制燈亮滅。如果開啟了自動光控功能，通過 AD 采集的光照參數可實現照明的自動開關。另外可通過小鍵盤模擬電燈開關。3) 家電控制使用 LED 硬件資源。通過家電控制子菜單對家中電器進行開關控制。相應家電開關信息以及鬧鐘是否開啟都在 LCD 主菜單中有顯示。通過設置菜單傳遞的信息可定時開關電器以及實現鬧鐘功能。定時時間到 LCD 屏會自動彈出提示框并且家電狀態(tài)發(fā)生改變。4) 入侵報警控制使用紅外傳感器硬件資源。使用紅外傳感器或接近開關采集數據，判斷有無人員進入室內。報警參數有默認值，也可由用戶設置， 可通過設置功能完成。如遇報警，報警信息在屏幕上顯示，同時發(fā)出觸發(fā)蜂鳴器報警。5) 溫濕度控制使用溫濕度傳感器硬件資源。使用溫濕度傳感器采集溫濕度數據，將監(jiān)測數據顯示在 LCD 上。報警參數有默認值，也可由用戶設置， 可通過設置功能完成。如遇報警， 觸發(fā)蜂鳴器動作，同時開啟空調。6) 遠程監(jiān)控。終端系統(tǒng)將發(fā)生的事件數據定期通過 Zigbee 傳輸到服務器，服務器可根據實際情況進行家電設備的遠端控制。7） 設置功能完成以下內容的設置：哪些房間采用自動控制功能。3 系統(tǒng)結構圖2 系統(tǒng)結構圖圖3 通信協(xié)議框架圖4 設計參考框架4 代碼實現4.1模塊的實現4.1.1賬戶登錄模塊函數名稱函數類型概要說明lineEditTextChanged(QString s)模塊內部函數判斷文本是否發(fā)生改變的槽函數zeroClicked()nineClicked()模塊內部函數09的數字輸入鍵盤loginBtnClicked()模塊外部函數登陸按鍵，進入主頁面forgrtPasswordClicked()模塊外部函數忘記密碼按鍵，進入密碼修改頁面 4.1.2主界面模塊函數名稱函數類型概要說明mainWidget2smartHomeAppliances()模塊外部函數點擊按鈕進入智能家電模塊。mainWidget2securityWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入安防系統(tǒng)模塊。mainWidget2toolWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入工具娛樂模塊。Back_clicked模塊外部函數返回登陸界面。4.1.3智能家電模塊函數名稱函數類型概要說明smartHomeAppliances2lightWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入燈控界面。smartHomeAppliances2waterHeaterWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入熱水器控制界面。smartHomeAppliances2temperatureWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入空調控制界面。smartHomeAppliances2humidityWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入加濕器控制界面。smartHomeAppliances2curtainWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入窗簾控制界面。smartHomeAppliances2televisionWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入電視控制界面Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.3.1燈控模塊 函數名稱函數類型概要說明lightTurnOn()模塊外部函數點擊按鈕打開燈。lightTurnOff()模塊外部函數點擊按鈕關閉燈Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.3.2溫度模塊函數名稱函數類型概要說明changeSwitch(int a)模塊內部函數顯示空調的開光狀態(tài)。addTemClicked()模塊內部函數顯示空調的溫度。addTemClicked()模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送溫度加信息。subTemClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送溫度減信息。Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.3.3濕度模塊函數名稱函數類型概要說明showRh(int rh)模塊內部函數顯示當前濕度。changeSwitch(int a)模塊內部函數顯示當前開關狀態(tài)。changeOnClicked()模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送開狀態(tài)。changeOffClicked()模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送關狀態(tài)。addBtnClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送濕度加狀態(tài)。subBtnClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送濕度減狀態(tài)。Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.3.4熱水器模塊函數名稱函數類型概要說明showTem(int tem);模塊內部函數顯示當前溫度。changeSwitch(int a)模塊內部函數顯示開關狀態(tài)。changeOnClicked()模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送開狀態(tài)。changeOffClicked()模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送關狀態(tài)。addBtnClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送升高水溫狀態(tài)。subBtnClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送降低水溫狀態(tài)。Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.3.5窗簾模塊函數名稱函數類型概要說明showSlider( int ti );模塊內部函數顯示窗簾的位置。sliderValue(int a);模塊內部函數讀取窗簾的當前位置。Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.3.6電視模塊函數名稱函數類型概要說明openTvClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送電視開的信號。closeTvClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送電視關的信號addVmeClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送音量+信號subVolumeClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送音量減信號addProgramClicked()模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送節(jié)目+信號subProgramClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送節(jié)目-信號Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.4安防模塊函數名稱函數類型概要說明securityWidget2infraredWidget();模塊外部函數點擊按鈕進入紅外報警。security2LockWidget();模塊外部函數點擊按鈕進入遠程控制門鎖security2SmokeWidget();模塊外部函數點擊按鈕進入煙霧報警Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.4.1紅外報警模塊函數名稱函數類型概要說明showLocation(int a);模塊內部函數顯示觸發(fā)的位置changeOnClicked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送紅外開啟信號changeOfficked();模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送紅外開啟信號Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.4.2煙霧報警模塊函數名稱函數類型概要說明changeSmoke(int);模塊內部函數顯示當前煙霧的濃度。Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.4.3門鎖控制模塊函數名稱函數類型概要說明changeLockState(int );模塊內部函數顯示當前門的鎖的狀態(tài)changeOn()模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送門開的狀態(tài)changeOff（）；模塊外部函數點擊按鈕發(fā)送門開的狀態(tài)Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.5小工具模塊函數名稱函數類型概要說明toolWidget2calendarWidget();模塊外部函數點擊按鈕進入日歷toolWidget2stopwatchWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入秒表toolWidget2cWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入計算器toolWidget2alarmWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入鬧鐘toolWidget2mianWindow()模塊外部函數點擊按鈕進入畫板toolWidget2gameWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入2048游戲toolWidget2clockWidget()模塊外部函數點擊按鈕進入時鐘 4.1.5.1日歷模塊函數名稱函數類型概要說明selfinfowidget()模塊內部函數顯示醫(yī)生個人基本信息，顯示醫(yī)生的打卡時間。button_schedual_clicked模塊外部函數點擊按鈕進入日程界面Select_cases模塊外部函數選擇代辦事項，并顯示代辦事項的具體內容Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.5.2時鐘模塊函數名稱函數類型概要說明selfinfowidget()模塊內部函數顯示醫(yī)生個人基本信息，顯示醫(yī)生的打卡時間。button_schedual_clicked模塊外部函數點擊按鈕進入日程界面Select_cases模塊外部函數選擇代辦事項，并顯示代辦事項的具體內容Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.5.3鬧鐘模塊函數名稱函數類型概要說明selfinfowidget()模塊內部函數顯示醫(yī)生個人基本信息，顯示醫(yī)生的打卡時間。button_schedual_clicked模塊外部函數點擊按鈕進入日程界面Select_cases模塊外部函數選擇代辦事項，并顯示代辦事項的具體內容Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.5.4秒表模塊函數名稱函數類型概要說明startStopwatchClicked()模塊內部函數秒表開始計時resetStopwatchClicked()模塊內部函數秒表重新計時stopStopwatchClicked()模塊內部函數秒表停止計時 4.1.5.5畫板模塊函數名稱函數類型概要說明void open()模塊內部函數打開圖片void save()模塊內部函數保存圖片void penColor()模塊內部函數改變畫筆顏色void penWidth()模塊內部函數改變畫筆寬度void penBrush()模塊內部函數筆刷 4.1.5.6計算器模塊函數名稱函數類型概要說明selfinfowidget()模塊內部函數顯示醫(yī)生個人基本信息，顯示醫(yī)生的打卡時間。button_schedual_clicked模塊外部函數點擊按鈕進入日程界面Select_cases模塊外部函數選擇代辦事項，并顯示代辦事項的具體內容Back_clicked模塊外部函數返回上一界面 4.1.5.7小游戲模塊函數名稱函數類型概要說明selfinfowidget()模塊內部函數顯示醫(yī)生個人基本信息，顯示醫(yī)生的打卡時間。resizeEvent(QResizeEvent *)模塊內部函數窗口尺寸改變觸發(fā)的事件onScoreInc(int)模塊內部函數處理分數增加信號的槽函數onGameOver()模塊內部函數處理游戲結束信號的槽函數onWin()模塊內部函數處理游戲獲勝信號的槽函數Main.c:#include #include #include head.h#include openpassword.hint sfd;void init_network();int main(int argc, char *argv) QApplication a(argc, argv); QTextCodec:setCodecForCStrings(QTextCodec:codecForName(utf-8); QTextCodec:setCodecForLocale(QTextCodec:codecForName(utf-8); QTextCodec:setCodecForTr(QTextCodec:codecForName(utf-8); openPassword w; w.show(); init_network(); return a.exec();void init_network() sfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); if(sfd0) qDebug(socket()failed!); return; struct sockaddr_in addr; bzero(&addr,sizeof(addr); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port=htons(9999); addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); int ret; ret=bind(sfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr); if(ret != 0) qDebug(bind() failed!); return; #include mainwidget.h#include ui_mainwidget.h#include head.h#include /#include mainWidget:mainWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui:mainWidget) ui-setupUi(this);ui-dateTimeEdit-setDate(QDate:currentDate();/ ui-dateTimeEdit-setTime(QTime:currentTime();/ QTimer *timer=new QTimer(this); connect(timer,SIGNAL(timeout(),this,SLOT(timeoutslot();/timeoutslot() timer-start(1000); sha = new smartHomeAppliances; sw = new securityWidget; tw = new toolWidget;mainWidget.c:mainWidget:mainWidget() delete ui;void mainWidget:show() QWidget:show(); showFullScreen();void mainWidget:mainWidget2smartHomeAppliances() QPalette palette; palette.setBrush(QPalette:Background,QBrush(QImage( :/new/prefix1/jiaju.png).scaled(size(), Qt:IgnoreAspectRatio, Qt:SmoothTransformation); sha-setPalette(palette); sha-setAutoFillBackground(true); sha-setAutoFillBackground(true); sha-show(); / sha-show();void mainWidget:mainWidget2securityWidget() QPalette palette; palette.setBrush(QPalette:Background,QBrush(QImage( :/new/prefix1/anfang.png).scaled(size(), Qt:IgnoreAspectRatio, Qt:SmoothTransformation); sw-setPalette(palette); sw-setAutoFillBackground(true);/ sw-setAutoFillBackground(true); / sha-show(); sw-show();void mainWidget:mainWidget2toolWidget() / tw-show(); QPalette palette; palette.setBrush(QPalette:Background,QBrush(QImage( :/new/prefix1/tool.png).scaled(size(), Qt:IgnoreAspectRatio, Qt:SmoothTransformation); tw-setPalette(palette); tw-setAutoFillBackground(true); tw-setAutoFillBackground(true); tw-show();void mainWidget:timeoutslot() QDate date = ui-dateTimeEdit-date(); QTime time = ui-dateTimeEdit-time(); QTime time1(23,59,59); if(time = time1) date = date.addDays(1); time = time.addSecs(1); ui-dateTimeEdit-setDate(date); ui-dateTimeEdit-setTime(time)冰箱控制：#include infraredwidget.h#include ui_infraredwidget.h#include head.hinfraredWidget:infraredWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui:infraredWidget) ui-setupUi(this);infraredWidget:infraredWidget() delete ui;void infraredWidget:show() QWidget:show(); showFullScreen();void infraredWidget:changeOnClicked() struct sockaddr_in peer_addr; bzero(&peer_addr,sizeof(peer_addr); peer_addr.sin_family = AF_INET; peer_addr.sin_port = htons(INFRARED_PORT); peer_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(INFRARED_IP); int a=1; sendto(sfd,&a,sizeof(a),0,(struct sockaddr*)&peer_addr,sizeof(peer_addr); ui-textBrowser-append();void infraredWidget:changeOffClicked() struct sockaddr_in peer_addr; bzero(&peer_addr,sizeof(peer_addr); peer_addr.sin_family = AF_INET; peer_addr.sin_port = htons(INFRARED_PORT); peer_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(INFRARED_IP); int a=0; sendto(sfd,&a,sizeof(a),0,(struct sockaddr*)&peer_addr,sizeof(peer_addr); ui-textBrowser-append();void infraredWidget:showLocation(int a) if(a=0) ui-textBrowser-append(); if(a=1) ui-textBrowser-append(); 門鎖控制：#include lockwidget.h#include ui_lockwidget.h#include#include#includehead.hlockWidget:lockWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui:lockWidget) ui-setupUi(this); / rt = new recvThread; /QObject:connect(rt, SIGNAL( lockStateChange(int), / this, SLOT(changeLockState(int); / rt-start();lockWidget:lockWidget() delete ui;void lockWidget:show() QWidget:show(); showFullScreen();void lockWidget:changeOn() / ui-btn1-setChecked(true); ui-lineEdit-setText(The gate is ON!); struct sockaddr_in addr; bzero(&addr, sizeof(addr); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(7002); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(192.168.1.222);/ int kind = 5; / / sendto(sfd, &kind, sizeof(kind), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr); int bool2=1; sendto(sfd, &bool2, sizeof(bool2), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr);/ ui-label_2-setText(the GATE is On!);void lockWidget:changeOff() ui-lineEdit-setText(The gate is OFF!); / ui-btn2-setChecked(true); / ui-label_2-setText(the Gate is OFF!); struct sockaddr_in addr; bzero(&addr, sizeof(addr); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(7002); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(192.168.1.87);/ int kind = 5; / / sendto(sfd, &kind, sizeof(kind), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr); int bool2=0; sendto(sfd, &bool2, sizeof(bool2), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr);void lockWidget:changeLockState(int bool1) if(bool1=0) / ui-setupUi(this); / ui-Ui_lockWidget; / close(); / show(); /update();/ repaint(); ui-lineEdit-setText(the GATE is OFF!); / qApp-processEvents(); / this-updateGeometry(); / qDebug(recv1111); else if (bool1=1) / ui-btn1-setCheckable(true); / ui-btn1-setFocus(); / ui-btn2-setChecked(false); / ui-btn1-setChecked(true); / ui-label_2-update(); / ui-label_2-setText(the GATE is On!); / this-changeOff(); / this-changeOn(); / ui-setupUi(this); / ui-retranslateUi(lockWidget); / update(); ui-lineEdit-setText(the GATE is ON!); / this-updateGeometry(); / qDebug(recv 2222); 遠程燈控：#include lockwidget.h#include ui_lockwidget.h#include#include#includehead.hlockWidget:lockWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui:lockWidget) ui-setupUi(this); / rt = new recvThread; /QObject:connect(rt, SIGNAL( lockStateChange(int), / this, SLOT(changeLockState(int); / rt-start();lockWidget:lockWidget() delete ui;void lockWidget:show() QWidget:show(); showFullScreen();void lockWidget:changeOn() / ui-btn1-setChecked(true); ui-lineEdit-setText(The gate is ON!); struct sockaddr_in addr; bzero(&addr, sizeof(addr); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(7002); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(192.168.1.222);/ int kind = 5; / / sendto(sfd, &kind, sizeof(kind), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr); int bool2=1; sendto(sfd, &bool2, sizeof(bool2), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr); / ui-label_2-setText(the GATE is On!);void lockWidget:changeOff() ui-lineEdit-setText(The gate is OFF!); / ui-btn2-setChecked(true); / ui-label_2-setText(the Gate is OFF!); struct sockaddr_in addr; bzero(&addr, sizeof(addr); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(7002); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(192.168.1.87);/ int kind = 5; / / sendto(sfd, &kind, sizeof(kind), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr); int bool2=0; sendto(sfd, &bool2, sizeof(bool2), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr);void lockWidget:changeLockState(int bool1) if(bool1=0) / ui-setupUi(this); / ui-Ui_lockWidget; / close(); / show(); /update();/ repaint(); ui-lineEdit-setText(the GATE is OFF!); / qApp-processEvents(); / this-updateGeometry(); / qDebug(recv1111); else if (bool1=1) / ui-btn1-setCheckable(true); / ui-btn1-setFocus(); / ui-btn2-setChecked(false); / ui-btn1-setChecked(true); / ui-label_2-update(); / ui-label_2-setText(the GATE is On!); / this-changeOff(); / this-changeOn(); / ui-setupUi(this); / ui-retranslateUi(lockWidget); / update(); ui-lineEdit-setText(the GATE is ON!); / this-updateGeometry(); / qDebug(recv 2222); 濕度檢測：#include humiditywidget.h#include ui_humiditywidget.h#include head.hhumidityWidget:humidityWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui:humidityWidget) ui-setupUi(this);humidityWidget:humidityWidget() delete ui;void humidityWidget:show() QWidget:show(); showFullScreen();void humidityWidget:showRh(int rh) ui-lcdNumber-display(rh);void humidityWidget:changeSwitch(int a) if(a=1) ui-closeButton-setChecked(false); ui-openButton-setChecked(true); else if(a=0) ui-openButton-setChecked(false); ui-closeButton-setChecked(true); void humidityWidget:changeOnClicked() struct sockaddr_in peer_addr; bzero(&peer_addr,sizeof(peer_addr); peer_addr.sin_family = AF_INET; peer_addr.sin_port = htons(HUMIDITY_PORT); peer_addr.sin_addr.s_addr = inet_add