智能家居系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)畢業(yè)設(shè)計說明書

1、摘要.PAGE 122. - - - 可修編-畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱：智能家居系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā). 摘 要隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的進步，智能家居得到了前所未有的開展，居民對住宅的功能以及質(zhì)量提出了更多、更高的要求，智能化住宅以其平安舒適、信息通暢、效勞完善而深受住戶們的喜愛，智能住宅成為現(xiàn)代化住宅的必然開展趨勢。因此研究并開發(fā)出適合人們要求的智能化產(chǎn)品具有很重要的意義。 怎樣把電氣智能化，怎樣安排家居格局，我們就涉及到了家居布線系統(tǒng)。家居布線系統(tǒng)就是把、有線電視、電腦網(wǎng)絡(luò)、影音系統(tǒng)、家庭自動化控制系統(tǒng)的布線統(tǒng)一規(guī)劃、布局、集中管理，為實現(xiàn)家具智能化提供網(wǎng)路平臺。采用綜合布線方式，使得家庭部布

2、線系統(tǒng)具有良好的擴展性和可升級性，滿足不同用戶現(xiàn)在和未來的需求。 本論文設(shè)計的智能家居布線系統(tǒng)能充分實現(xiàn)以下功能： 1.將住宅的控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等系統(tǒng)連接起來，并讓它們能夠正常的工作。 2.新型的布線系統(tǒng)讓住宅更加的美觀。 3.讓我們的住宅時刻處于一個平安的狀態(tài)。關(guān)鍵詞：智能家居自動化,自動控制,信息化和智能化目錄. 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc277921568摘要粗黑體，三號 PAGEREF _Toc277921568 h IHYPERLINK l _Toc277921569第1章緒論黑體，小二號 PAGEREF _Toc277921569 h

3、 1HYPERLINK l _Toc2779215701.1 引言黑體，四號 PAGEREF _Toc277921570 h 1HYPERLINK l _Toc2779215711.2 工程背景 PAGEREF _Toc277921571 h 1HYPERLINK l _Toc277921572第2章需求分析黑體，小二號 PAGEREF _Toc277921572 h 3HYPERLINK l _Toc277921573第5章結(jié)論 PAGEREF _Toc277921573 h 5HYPERLINK l _Toc277921574參考文獻 PAGEREF _Toc277921574 h 7HY

4、PERLINK l _Toc277921575致 PAGEREF _Toc277921575 h 9第二章 設(shè)計模板體系. 緒論1.1選題意義、價值和目標 計算機、自動控制、通信技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)自20世紀90年代后期以來，取得了迅猛的開展并日益滲透到各個領(lǐng)域。極大的改變了人們的工作方式，提高了生產(chǎn)效率，對生產(chǎn)力的提高起到了至關(guān)重要的作用。相比之下，這些技術(shù)對改善人們的居住環(huán)境方面的作用并沒充分的發(fā)揮出來。雖然目前的家用電器功能越來越多，越來越智能化，但是這些家用電器的智能僅僅限于其自身，并沒有形成一個整體。這樣造成的直接后果就是人們的居住環(huán)境僅僅是被一些高科技的家用電器包圍，而沒有形成人性化

5、，智能化的系統(tǒng)。人們依然生活在以前傳統(tǒng)的家居方式下。 在這樣的背景下，人們開場關(guān)注居住環(huán)境，越來越注重家居環(huán)境的平安、安康、便捷和舒適。如何在家庭環(huán)境中組建智能家居網(wǎng)絡(luò)，有效的將各個家電產(chǎn)品結(jié)合成一個有機的整體，并通過它對家電設(shè)備進展近程或遠程的集中控制與管理，使人們能夠不分時間地點，隨時隨地方便的控制和了解家中的情況，讓這些家用電器為人們提供更好的家居環(huán)境，成為了一個新的課題。 所謂智能家居是指將各種相關(guān)的住宅設(shè)備通過家庭部網(wǎng)絡(luò)連接起來，并保持這些設(shè)備與住宅的協(xié)調(diào)，從而構(gòu)筑成舒適的信息化居住空間，以適應(yīng)人們在信息化社會中快節(jié)奏和開放性的生活，到達平安、舒適、高效、節(jié)能、環(huán)保及人性化的要求。

6、針對住宅的大面積管理，智能家居更是起到了尤為突出的作用。減少了人工上一些繁復的工作，降低了人力的浪費，使家庭生活更加便捷。 本方案的目標在于可以從線路的布置敷設(shè)上，對家電進展智能控制，各種模塊配合中央處理器實現(xiàn)家居智能化。同時無線設(shè)備進展輔助控制，減少線路敷設(shè)不便的弊端。1.2 工程背景結(jié)合市場上發(fā)布的幾種方案，根據(jù)調(diào)查結(jié)果通過對這幾種方案的功能、技術(shù)、優(yōu)缺點的分析，為自己方案的設(shè)計奠定根底。首先，經(jīng)調(diào)查解決一些家庭的智能系統(tǒng)只對應(yīng)同一品牌產(chǎn)品才能使用，在此其次，還有一些方案，是在普通家電上加以紅外轉(zhuǎn)換器，對其進展控制，但是沒有統(tǒng)一標準各個廠家各自為政，兼容性很差。我們提出的方案是，對每一系列

7、家電設(shè)施進展模塊化管理，給需要智能控制的家電加以控制模塊，使用線路上的鋪設(shè)，以對每一個模塊進展控制。 本方案以圍繞中央控制區(qū)進展設(shè)計。對整個家居環(huán)境進展電路的鋪設(shè)，以到達各方位的控制，依照需要進展線路布置。 與此同時介紹每個模塊的簡單原理及作用等。第二章智能家居的介紹2.1智能家居的開展概況2.1.1國外智能家居的開展概況 自從世界上第1幢智能建筑1984年在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟比擬興旺的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛的應(yīng)用。新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)包括三表抄送功能、安防報警功能、可視對講功能、監(jiān)控中心功能、

8、家電控制功能、有線電視接入、住戶信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和系統(tǒng)軟件配置等。則，什么是智能化家居？ 幾年前一些經(jīng)濟比擬興旺的國家提出了“智能住宅的概念，住宅智能化是智能家居的先導，智能家居是住宅智能化的核心。則到達一個什么樣的標準才可以稱之為智能化家庭呢？智能化家庭與智能大廈概念與定義一樣至今尚沒有取得一致的認同。美國電子工業(yè)協(xié)會于1988年編制了第1個適用于家庭住宅的電氣設(shè)計標準，即“家庭自動化系統(tǒng)與通訊標準“也有稱之為家庭總線系標準HBS；我國也從1997年初開場制定“小康住宅電氣設(shè)計標準導則“討論稿在“導則“中規(guī)定了小康住宅小區(qū)電氣設(shè)計總體上應(yīng)滿足以下要求：高

9、度的平安性，舒適的生活環(huán)境，便利的通訊方式，綜合的信息效勞，家庭智能化系統(tǒng)。同時也對小康住宅與小區(qū)建立在平安防、家庭設(shè)備自動化和通訊與網(wǎng)絡(luò)配置等方面提出了三級設(shè)計標準，即：第一級為“理想目標，第二級為“普及目標，第三級為“最低目標。 智能家居最終目的是讓家庭更舒適，更方便，更平安，更符合環(huán)保。隨著人類消費需求和住宅智能化的不斷開展，今天的智能家居系統(tǒng)將擁有更加豐富的容，系統(tǒng)配置也越來越復雜。智能家居包括網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、電視對講門禁區(qū)系統(tǒng)、煤氣泄露探測系統(tǒng)、遠程抄表水表、電表、煤氣表系統(tǒng)、緊急求助系統(tǒng)、遠程醫(yī)療診斷及護理系統(tǒng)、室電器自動控制管理及開發(fā)系統(tǒng)、集中供冷熱系統(tǒng)

10、、網(wǎng)上購物系統(tǒng)、語音與 電子效勞系統(tǒng)、網(wǎng)上教育系統(tǒng)、股票操作系統(tǒng)、視頻點播、付費電視系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)等等，各種新鮮的名詞逐漸成為智能家居中的組成局部。國智能家居的開展概況智能家居在中國經(jīng)歷了近6年的起步階段，開展速度緩慢，這主要是因為沒有投入大量的資金,開發(fā)技術(shù)短期也不成熟。但是隨著建筑智能化行業(yè)協(xié)會的成立及技術(shù)水平的不斷提高，產(chǎn)品在市場上已逐步推廣，前期主要集中在一些分散的智能家庭控制子系統(tǒng)的研究上。隨著集成技術(shù)、通訊技術(shù)、互操作能力和布線標準的開展而不斷改良，實現(xiàn)它們之間信息共享，使得系統(tǒng)安裝方便、使用靈活。 隨著社會經(jīng)濟構(gòu)造、家庭人口構(gòu)造以及信息技術(shù)的的開展變化以及人類對家居環(huán)境的平安

11、性、舒適性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大大增加，同時越來越多的家庭要求智能家居產(chǎn)品不僅要滿足一些根本的需求，更要求智能家居系統(tǒng)在功能擴展、外延甚至效勞方面能夠做到簡單、方便、平安2.2智能家居系統(tǒng)的組成2.2.1弱電子系統(tǒng)弱電子系統(tǒng)包括，音頻分配系統(tǒng)、家庭防盜報警系統(tǒng)、家庭防災報警系統(tǒng)、緊急呼救及報警系統(tǒng)、家庭閉路監(jiān)控系統(tǒng)、家庭背景音樂及燈光集中控制系統(tǒng)等。2.2.2綜合布線系統(tǒng) 智能家居綜合布線系統(tǒng)即以集成的思維，從用戶的實際需求出發(fā)，從而到達靈活、高效、可擴展的集中管理系統(tǒng)。根據(jù)模塊化設(shè)計和開放性星形拓撲構(gòu)造的設(shè)計思想，整個系統(tǒng)由3個子系統(tǒng)組成，即以家庭信息接入箱為核心的管理子

12、系統(tǒng)、由傳輸線纜構(gòu)成的水平子系統(tǒng)、面向用戶終端的模塊和面板的工作區(qū)子系統(tǒng)。而整個系統(tǒng)的核心是家庭信息接入箱。 家庭信息接入箱負責家居中所有弱電信號的轉(zhuǎn)接、分配、處理和集中管理。它由一個預埋箱體和1U&2U標準安裝單位寬的靈活配置模塊及相應(yīng)跳線組成。選擇相應(yīng)大小的家庭信息接入箱。要考慮各系統(tǒng)轉(zhuǎn)接設(shè)備的安裝方式、維護、升級以及各種線纜的規(guī)格、型號、數(shù)量等問題。2.3家庭信息接入2.3.1遠程訪問/控制 通過互聯(lián)網(wǎng)、短信可以遠程隨時隨地查看家中狀況，對相應(yīng)設(shè)備進展狀態(tài)查詢和管理。2.3.2近程訪問/控制 在家過電腦、手持終端等設(shè)備了解家中狀況，對設(shè)備進展控制。2.3.3中央控制器功能實現(xiàn) 通過對開發(fā)

13、環(huán)境的搭建，可以完成對各個控制模塊的控制和接收數(shù)據(jù)。 總體設(shè)計3.1整體介紹本次設(shè)計以采用數(shù)字終端為控制核心，光度、溫度、氣體等傳感器為環(huán)境信息采集源，來制作一個智能家居控制系統(tǒng)。插座、開關(guān)、和窗簾都采用智能化插座和開關(guān)，實現(xiàn)遠距離對智能設(shè)備進展控制，根據(jù)需求進展模式的設(shè)定對應(yīng)不同的會客方式進展燈光的控制，當人不在的時候能對房的平安進展監(jiān)控并及時發(fā)送短信進展提示。3.2系統(tǒng)設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計需要，系統(tǒng)包括了數(shù)字智能終端、紅外轉(zhuǎn)發(fā)器、協(xié)調(diào)器、智能插座模塊、場景開關(guān)模塊、LCD顯示、傳感器模塊、繼電器模塊、按鍵模塊、別墅門口機等等。系統(tǒng)的整體框圖如下列圖所示：3.3功能設(shè)計3.3.1 室溫控制通過溫

14、度傳感器可以及時的了解到室溫度，將溫度信息通過數(shù)字終端顯示在液晶屏上面使得戶主做出對應(yīng)的措施，是室溫保持在一個恒定的圍溫度傳感器圖如下列圖一： 圖一 圖二3.3.2 濕度控制 通過濕度傳感器可以及時的了解到室濕度，將濕度信息通過數(shù)字終端顯示在液晶屏上面使得戶主可以做出對應(yīng)的措施，使室濕度保持在一個恒定的圍傳感器如圖二。3.3.3 模式控制 模式控制，就是將幾種智能設(shè)備集中在一起控制，如把燈全關(guān)、把窗簾全開，這時如果用手動去逐一開關(guān)就會顯得比擬繁瑣，把燈全關(guān)、窗簾全開設(shè)定為一種模式，當有這種需要時就啟動這種模式，這樣以前繁瑣的控制就會變成一步到位，并且這種控制方式用程序?qū)崿F(xiàn)起來也較為容易。通過數(shù)

15、字終端可以對已有的智能設(shè)備進展統(tǒng)一的控制，模式有全開全關(guān)、燭光晚餐模式、會客模式、聚會模式、影院模式、起夜模式等可以根據(jù)自己的需求進展調(diào)整。3.3.4 氣體檢測通過氣體傳感器監(jiān)測廚房瓦斯是否泄漏，如果存在瓦斯?jié)舛冗^高，及時的將信息給數(shù)字終端，數(shù)字終端發(fā)出報警，并將信息讓戶主了解氣體傳感器如下列圖3。 圖三3.3.4 安防監(jiān)控 在門口安裝門口機用于戶主的出入平安方便支持刷卡開鎖和撤布防，并開啟房間探頭，進展房間情況的監(jiān)控，如有非法進入者，及時的做出報警并發(fā)送信息告訴戶主。 硬件介紹4.1 數(shù)字智能終端型號：WLTCT10-B功能介紹：外觀時尚、操作便捷、數(shù)字化高清可視對講、管理便捷、智能安防、z

16、igbee無線技術(shù)、場景自定義。規(guī)格參數(shù)：存：128MDDR CPU: 32 Bit RISC 400MH 外部存儲：SD卡 FLASH:128M(NAND FLASH) 操作方式：電阻式觸摸屏 LCD:6萬色TFT 10寸，分辨率 網(wǎng)絡(luò)：10/100M base以太網(wǎng) 攝像頭：200萬像素CMOS攝像頭 功率：小于4W 電源 ：DC 12V接線圖如下：4.2 繼電器產(chǎn)品名稱：電磁繼電器產(chǎn)品型號：歐姆龍繼電器價格：295功能：布線簡單、安裝省力、接線省時、布局美觀。產(chǎn)品參數(shù)：繼電器數(shù)量 16 線圈電壓 24VDC+/-10% 繼電器安裝 拔插式 繼電器觸點 1常開、1常閉 額定負載電流 10A

17、 接線圖：4.3 智能插座、開關(guān)、控制器及場景開關(guān)4.3.1 智能插座產(chǎn)品名稱：ZigBee 無線智能插座產(chǎn)品型號：安銳通智能插座SW-Z價格：98產(chǎn)品特點：采用ZigBee無線技術(shù)、USB電源輸出接口。產(chǎn)品參數(shù)：AC輸入：AC85265v 50/60HZ AC 輸出負載功率：10A(2000W)MA* USB輸出：5V，700MA MA* 無線工作頻率：2.4GHZ 無線輸出功率：-10dBm-22.5dBm 無線接收靈敏度：小于-90dBm4.3.2智能開關(guān)產(chǎn)品名稱：ZigBee 觸控開關(guān)產(chǎn)品型號：WLT-Z3F-B價格：65產(chǎn)品特點：采用ZigBee無線技術(shù)、簡易安裝產(chǎn)品參數(shù)： 工作制式

18、：220VAC/50Hz 工作電壓：AC18025v 單路最大：白熾燈 1000W 單路最大：日光燈/節(jié)能燈 400W 額定總功：小于等于3000W 工作濕度：-1050攝氏度 工作濕度：小于等于90%RH 接收靈敏：-97dbm 負載類型：白熾燈/節(jié)能燈/日光燈/射燈。安裝圖如下：4.3.3窗簾控制器產(chǎn)品名稱：Z-HOME智能家居系統(tǒng)窗簾控開關(guān)產(chǎn)品型號：Z-HOME智能家居系統(tǒng)窗簾控開關(guān)86型價格：420產(chǎn)品特點：采用ZigBee無線技術(shù)、簡易安裝產(chǎn)品參數(shù)：工作溫度：-1050 工作濕度：最大95%RH 供電電壓：110220 VAC 50/60Hz 電源供電 負載功率：500W 待機功耗:

19、0.5W 控制方式：觸摸 控制頻率：433MHZ安裝圖示：4.3.4調(diào)光開關(guān)產(chǎn)品名稱：歐瑞博智能家居ZigBee白金系列智能調(diào)光開關(guān)產(chǎn)品型號：SW-T201DZB價格：260產(chǎn)品特點：采用ZigBee無線技術(shù)、簡易安裝。產(chǎn)品參數(shù)：供電方式：零火線供電 工作頻率：2.4GHz 發(fā)射頻率：4.5dbm/3v-29mA 通信協(xié)議:兼容ZigBee HA協(xié)議 靜態(tài)功耗：0.1W 功率：最大100W 無線接收靈敏度：小于-90DBM 工作環(huán)境：溫度：-3070 濕度：最大95%4.3.5場景開關(guān)產(chǎn)品名稱：物博ZigBee 場景開關(guān)產(chǎn)品型號：iS2-4產(chǎn)品價格：288產(chǎn)品特點：采用ZigBee 無線技術(shù)、

20、簡易安裝、支持四種場景模式。產(chǎn)品參數(shù)：額定電壓：85-250V 50-60Hz AC 額定電流：5A 夜光指示：藍色背光 接線方式：零火線 電機要求：交流控制電機(85-250V 50-60Hz AC) 無線射頻：2.4GHz(ZigBee) 發(fā)射距離：50米4.4傳感器4.4.1溫度傳感器第5章 結(jié)論 經(jīng)過將近幾個月的智能家居畢業(yè)設(shè)計，終于完成了我的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計，在這次畢業(yè)設(shè)計中我遇到的問題也有很多，但在我的努力和教師的指導下，我戰(zhàn)勝了這些困難，完成了這次畢業(yè)設(shè)計，雖然有局部功能尚未實現(xiàn)不能到達設(shè)計要求，但總體上完成了一個完整的設(shè)計流程。 本次設(shè)計中有一些缺乏，就是對智能家居的知識還是

21、缺乏，對于施工布點圖還是不太會畫，經(jīng)歷缺乏，在硬件上也缺乏了解，對于一些傳感器的用途和安裝也不太懂，以至于花費的時間多了很多，但是這也讓我了解到了自己知識面的缺乏，缺乏實踐。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學到了很多東西，同時也感慨良多。 首先，對于智能家居有了更多的認識。這是我第一次接觸到智能家居，在大學三年里，由于很少接觸到這方面的知識，通過這次設(shè)計，使得我對整個的智能建筑有了全面的了解。 其次，通過自己獨立的完成設(shè)計，提高了自己的自學能力，和接觸到了許多前緣科學，充實了自己，并且掌握了傳感器的一些原理。 最后，通過此次設(shè)計，使我深刻的認識到只有不斷學習，才能更全面的了解智能建筑這門學科，人的一生就是一個不斷學習的過程，活到老，學到老在