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大学生课外学术科技作品竞赛项目论文开放自学****式模块化智能家居集成控制系统成 员: 王力栋 (电气 081)梅倍祯 (质量 081)许啸天 (电气 081)张锋达 (电气 081)郑星 (081 光信)指导老师: 施阁二零一零年十二月开放自学****式模块化智能家居集成控制系统王力栋 梅倍祯 许啸天 张锋达 郑星(中国计量学院)中文摘要:本系统首次使用手机或者计算机的 IE 浏览器作为远程控制端,以 ARM 作为 web 服务器端,通过物联网无线收发器、红外线、电力载波等技术,可以在任何能上网的地方使远程监测和控制家里的家用电气、太阳能热水器、晒衣架等设备,同时能实现智能化控制家居设备。系统成本低廉,极易推广。关键字:智能 家居 远程控制 ARM 电力载波1  远程控制方案方案一:通过 GSM 网络发短信。收到短信发出命令,进而机器进行工作。方案二:改装手机加装红外线使其直接控制单片机。方案三:在家装路由器,在路由器上连接 ARM 单片机,以 ARM 作为服务器。以手机自带浏览器通过以太网访问网页,从而控制家居。方案三系统简单易行,无须是用手机网络,一块 ARM 板,并且基本利用家庭现有工具。同时由于本方案以 ARM 的强大功能做服务器为中介,巧妙的绕开了改装手机的弊端,实现手机远程对单片机的控制。故选用方案三来实现远程控制。 局域控制方案方案一:使用红外线遥控器对家电进行点对点的控制,基本都是一个电器一个控制遥控板,不能对于一些非电器进行控制,如关窗。方案二:以 TPLINK 等无线路由为依托,建立家庭局域无线网,以 WPA2 级别以上进行加密,手机可以成为家庭遥控器。我们选择方案二。 ARM 单片机驱动方案方案一:在家电内加装 WIFI 芯片,从而使家电进入家庭无线局域网,通过无线访问控制家电。该方法快捷,方便,但是加装芯片技术要求高,费用极大。方案二:直接连接 ARM 和以太网接口 ENC28J60 及各类驱动装置,由于 ARM有丰富的 IO 口资源,从而有极大的扩展性,价格低廉。我们选择方案二来实现。2 系统整体介绍本作品首次采用了手机作为远程控制端,同时以 ARM 作为 web 服务器端,以TCP/IP 协议作为通讯协议,实现了智能化识别、检测、定位、控制和管理的控制端口。1、手机作为远程控制端,在家作为万能遥控器,在外也可通过互联网访问控制检测家中情况。2、ARM 除了作为 web 服务器,还是智能控制核心,通过传感器实现对家中环境的检测,并自动实现部分功能,同时也是控制各种驱动家电的正常执行。3、使用电力载波技术,从而解决了家庭布线问题。4、本系统整体以现有成熟技术为基础,成本低廉,性价比极高。具有良好的市场推广性。5、拥有红外自学****功能,从而使本系统可以控制空调、电视等。 系统总体框图:无线路由器 ARMWeb服务器手机端 个人电脑电力载波模块51 单片机多功能插座ARM检测服务器声光报警光敏检测带红外家电控制停车监控手机访问 ARM 服务器输入用户名,密码界面用户名对错跳转页面,将用户信息写入cookie主控制页面ARM 服务器各个驱动图一 系统总体框图用户名不存在或密码错误环境监测图二  手机端程序在手机端,我们开发了手机端程序,内嵌 webkit 内核,从而实现了对HTML、javascript 等网页的支持。同时,由于自制浏览器,去除了浏览记录、网址栏等容易泄露用户信息的环节,保证了用户安全。图三 手机客户端图手机程序开始否判断帐户密码是否正确是连接服务器访问网页图四  ARM 端 web 服务器程序_硬件设计了相应的工作原理图,以及工作区域的设计。_本系统可作为独立的 WEB 系统服务器_ARM 没有嵌入操作系统,而是编写了具有针对性的简单高效的程序,内建完整的 TCP/IP 协议和简单 UDP 传输协议。特点:简单、便捷、高效、自定义性强,可扩展性强。_采用通用的 HTML 标签语言供计算机浏览器和手机浏览器浏览,内嵌JavaScript 调用 cookie 实现用户信息的保存。_以太网数据传输通过 TCP/IP 包的分片来实现大数据量传输。_实现的功能还有(手段):禁止多用户同时登陆(Javascript+cookie)手机平台的开发概括_通过在手机上的自带的浏览器进行网络登录相应的网站,然后通过手机对 arm进行发送命令。使其执行各项自动化的操作。开始ARM 扫描各传感器否是否超过阀值是驱动各个电机、家电调整图五 ARM 端智能控制流程图手机端命令读取数据包分析调用错误页面N帐户密码是否正确返回各参数返回各参数读取操作指令调用主页面驱动各个电机、家电调整图六 ARM 端远程控制流程图图七 ARM