吉林工程技术师范学院
信息工程学院
《基于WIFI技术的智能控制系统设计》
课程设计报告
题 目： 基于物联网的智能灯控系统设计
专 业： 电子信息工程 班 级：
姓 名：
学 号：
指导教师：
时 间： 2014/3/17—2014/3/28
目 录
第一章 绪 论 .....................................................1
1.1 基本概念 ...................................................1 1.2 物联网的发展 ...............................................1 1.3 物联网在智能家居的应用 .....................................2 第二章 智能灯控的实物仿真 .........................................5
2.1 仿真编程 ...................................................5 2.2 WIFI模块的调试 ............................................6 2.3 仿真的硬件设置 .............................................7 第三章 课程设计总结 ..............................................10 参考文献 ............................................................I 附 录 ..............................................................I
第一章
1.1 基本概念
绪 论
物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。目前多个国家都在花巨资进行深入研究，物联网是由多项信息技术融合而成的新型技术体系。
“物联网”的概念于1999年由麻省理工学院的Auto-ID实验室提出，将书籍、鞋、汽车部件等物体装上微小的识别装置，就可以时刻知道物体的位置、状态等信息，实现智能管理。Auto-ID的概念以无线传感器网络和射频识别技术为支撑。1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议Mobi—Coml999上提出了传感网(智能尘埃)是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。同年，麻省理工学院的GershenfeldNell教授撰写了“When Things Start to Think”一书，以这些为标志开始了物联网的发展。
1.2 物联网的发展
2009年8月7日，国务院总理温家宝到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话，指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”；“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”；“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。温总理的号召进一步开启了中国全面关注和研究传感网的序幕。近来，北京、上海、福州、深圳、广州、重庆、昆山、成都、杭州等城市都加快了物联网发展的布局，工信部也表示正在编制“十二五”物联网发展专项规划。
物联网具有广阔的行业应用需求，但各行业发展并不均衡，整体来看，中国物联网产业发展仍处于初级阶段，技术、标准、产品以及市场并不成熟。细分市场方面，交通、安防、物流、零售、电力、金融、环保、医疗等将成为物联网行业应用的重点领域，但由于不同行业在物联网政策倾向、技术与市场成熟度、市场需求等方面差别较大，物联网的细分市场发展差距很大。物联网概念的基本
1 要点物联网概念是怎样兴起的，物联网的概念最初来自“传感网”，是作为重大IT技术提出来的。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出， “传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。
2003年，美国《技术评论》杂志提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。到了2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟(ITU)发布了《互联网报告2005:物联网》一文，正式提出了“物联网”的概念。射频识别技术(RFID)、传感器技术将是其中的关键技术。可以说相当长的一个时期，物联网的概念还只是在技术界受到关注，情况的变化出现在奥巴马就任美国总统后。2009年初，奥巴马在与美国工商业领袖举行了一次会议上，IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”的概念，并建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。从此物联网的概念进人了国家的战略层，发达国家也纷纷效仿，提出相应的战略对策。随即物联网概念也在中国升温。
1.3 物联网在智能家居的应用
智慧家居（SmartHome），又称“智能家居”，意思是灵巧、敏捷、活泼、机警、时髦、漂亮的房子。它又有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭、E家庭（ElectronicHome & E-Home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net）、网络家居（Network Home）以及智能化家庭（Intelligent Home）等叫法，在中国香港和台湾等地区还有数码家庭、数码家居等称呼。
目前通常把智能家居系统定义为：它是一个利用先进的计算机技术、网络通信技术和综合布线技术，依照人体工学，融合个性化需求，通过统一的家庭管理平台，将与家居生活息息相关的各种子系统有机地结合在一起的系统。以家居网络布线为基础平台，集中以Honeywell的家庭网关为核心设备，通过RS485等智能通信接口，对其他各个子系统进行有机的集成，形成了一个有机统一的整体，从而为住户营造一个安全、舒适、便捷、温馨的家居生活环境。整套系统包含了以下6个子系统：家居网络布线系统；可视对讲系统；门禁系统；家居安防系统；灯光和电动窗帘系统；网络家电控制系统。 系统功能与特点：
智能家居系统，实现对访客的可视通话确认后再按钮开门这一最基本功能。
2 在此基础上，对家居内的安全防范进行实时报警监控；对家居内的灯光照明采取调光、定时、场景等智能控制；对电动窗帘进行开、关、停等随心所欲的控制；对家居内的网络家电如网络冰箱、网络洗衣机等进行集中联网监控。系统还包括了家居内的所有语音、数据和有线电视等信息网络布线，并全面覆盖无线网络信号，给每个家庭成员接听拨打电话、收看电视和上网带来极大的方便。还可以就地或远程地以电话、手机、无线PAD以及Web等多种方式，很方便地对家居内各种智能家电设备设施进行实时监控。 系统的主要设备 （1）家庭网关
家庭网关（HomeGateway）是智能家居系统的心脏即核心设备，通过它实现系统信息的采集、信息输入、逻辑处理、信息输出、联动控制等功能。对外提供IP接口，联通小区局域网，对内提供RS48
5、RS232智能接口或干接点输入端口。安装在Est智慧家居配线柜里。 （2）五寸彩色液晶终端
安装在家居内进门处墙上。通过它可以与访客、大堂管家、监控中心实现可视对讲，户户通对讲，按钮开门功能，布撤防功能，紧急报警功能，液晶显示、友好人机界面、电子地图功能，控制灯光、电动窗帘、网络家电等设备，“在家、外出、睡眠”3种安防设置模式。 （3）浴室对讲分机
安装在浴室卫生间里，方便地实现对讲及开门功能。 （4）厨房电视电话分机
安装在厨房里，除对讲和开门外，还可收看电视节目和拨打电话。 （5）可视门铃
安装在家居门外墙上，带摄像头。按门铃后，可与室内进行对讲通话。 （6）液晶触摸屏
带LCD显示界面，夜光指示，多达100个操控点。可方便设置开关、调光、场景等功能，具有密码保护功能，可遥控。一般安装在卧室、客厅的墙上。 （7）Neo开关面板
可编程控制开关，分2键、4键和8键。兼具场景功能、调光功能。可配红 3 外遥控器进行遥控，安装在墙上。 （8）网络冰箱
网络家电系统联网的网关功能（通信方式：内部PLC、对外RS485）；上网浏览、下载、音乐播放、拍照远传、音视频留言；自诊断、故障报警报修；食物管理（如牛奶过期提示）；远程网络监控。 （9）网络洗衣机
可实现网络控制、视频监视，新洗涤程序下载，留言，自诊断故障和故障自动报警报修的功能。 （10）网络微波炉
可实现网络控制、烹饪程序下载、自诊断故障、故障自动报警报修的功能。
4 第二章
2.1 仿真编程
智能灯控的实物仿真
首先，用C语言编一段程序，让它能够控制单片机接口，使单片机上的小灯按控制进行亮和灭，打开Keil软件编程并运行如图2-1所示编程界面、图2-2所示运行界面：
图2-1 运用Keil软件编程界面
图2-2 运用Keil软件运行界面
再将编好的程序通过STC52下载到单片机里，如图2-3所示：
图2-3 STC52的操作界面
2.2 WIFI模块的调试
为了测试串口到WIFI网络的通讯转换，我们将模块的串口与计算机连接，WIFI网络也和计算机建立连接。由于需要同时具有WIFI和串口的特殊要求，采用台式机（笔记本）加WIFI网卡的形式测试，如图2-4所示：
图2-4 WIFI模块连接示意图
当连接完成后，进行网络调试，先在台式机上插上USB网卡后，安装驱动。注意只安装驱动，搜索网络。如图2-5所示的HF-A22X_AP，即是模块的默认网络名称（id）。
图2-5 模块的默认网络名称
最后在进行收发测试，网络设置区选择TCP Client模式，服务器IP地址输入10.10.100.254，为此WIFI模块默认的IP地址，服务器端口号8899，为此模块默认监听的TCP端口号，点击连接建立TCP连接如图2-6所示进行设置。
图2-6 WIFI模块的设置
2.3 仿真的硬件设置
本次设计，我们使用USB网卡（如图2-7），AT89C51(如图2-8)，USB-232(如图2-9) 7
图2-7 无线USB网卡 图2-8 AT89C51模块
图2-9 USB-232模块
将把编好的程序安装在手机上，待所有的软件调试完毕之后，将单片机模块、WIFI模块、手机和电脑相互连通。连接正确的硬件如图2-10所示。
图2-10 所示连通的硬件
连接通的硬件表现在手机能够自由控制任意一个小灯的亮灭，也就是说手机上的APP选中一个小灯点一下吸合，小灯的亮起来。反之，当选中任意一个小灯选断开，小灯灭，同时也可以使四个灯同时都亮起来。如图2-11所示手机的APP操作界面。用手机APP控制小灯全部亮起来，如图2-12所示。
图2-11 手机APP操作界面
图2-12 手机APP控制的小灯全亮
第三章 课程设计总结
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，来提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到很多问题，可以说得是困难重重，在设计的过程中才发现了自己有那么多的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故得到了许多新的知识。
通过组队的形式进行的课程设计，使我认识到团结就是力量，大家每人出一份力，共同一心，什么问题都可以迎刃而解！在实际电路方案的分析比较中，队伍里的每一个人都认真地去上网或翻阅资料，提出几种实际的方案，然后大家再在一起进行讨论和对比，最终集体商讨选出最佳的结果，大家都是团结一心，共同完成任务的。这使得我们大家都初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。在制作的过程中，团队合作的精神使得我深受鼓励和感动。当各自遇上不懂的问题时可以请教队伍里的伙伴帮助解决，要是碰上大家都不懂的时候，我们就会就一起学习、一起讨论，并且需要的时候还会请来老师为我们指导，最终解决我们的问题。在这种互帮互助的精神氛围里，使得我们队伍里的每一位同学都从这次课程设计中学习到不少自己遗漏或疏忽的理论知识，并且还提高了队伍里的每一位同学的解决问题和团队合作的能力，更加重要的是加深和巩固了我们同学们之间的友谊之情！
生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在xxx和xx老师的精心指导下，终于迎逆而解。同时，在xxx和xx老师的身上我学得到很多实用的知识，在此我表示感谢！
10 参考文献
[1]肖慧彬.物联网中企业信息交互中间件技术开发研究.北京：北方工业大学， [2]赵瑞芬.关于物联网智能家居的初探.[J].科技信息2010 [3]周洪波《物联网：技术、应用、标准和商业模式》电子工业出版社.2010.7 [4]胡汉辉《传感器技术及应用》科学出版社.2009.2 [5]王龙《现代无线传感网概论》冶金工业出版社.2011.8 [6]赵军辉《射频识别技术与应用》机械工业出版社.2008.7 [7]王永华等《现场总线技术及应用教程》机械工业出版社.2007.1
I 附 录
#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ON 0; #define OFF 1; sbit lamp1 = P0^0; sbit lamp2 = P0^1; sbit lamp3 = P0^2; sbit lamp4 = P0^3; uchar Arraydata[8]=0x00; uchar
Senddata[8]; uchar
flag=0; uchar
countT=0; // uchar
countR=0;
//计数变量
----------- void delay1ms(uint w)
//1ms延时 { uint i,j; for(i=0;i
SCON=0x50;
TMOD=0x20;
TH1=0xFD;
TL1=0xFD;
TR1=1;
ES = 1;
EA = 1;
while(1)
{
Senddata[0]=0x22&0x33;
Senddata[1]=0x00;
Senddata[2]=0x00;
if(Arraydata[3] == 0x02)
{
lamp1 = ON;
I
Senddata[3]=0x02; }
else if (Arraydata[3] == 0x01)
{
lamp1 = OFF;
Senddata[3]=0x01;
}
else if (Arraydata[3] == 0x00)
{
Senddata[3]=0x00;
} if(Arraydata[4] == 0x02) { lamp2 = ON;
Senddata[4]=0x02; }
else if (Arraydata[4] == 0x01)
{
lamp2 = OFF;
Senddata[4]=0x01;
}
else if (Arraydata[4] == 0x00)
{
Senddata[4]=0x00;
} if(Arraydata[5] == 0x02) { lamp3 = ON;
Senddata[5]=0x02; }
else if (Arraydata[5] == 0x01)
{
lamp3 = OFF;
Senddata[5]=0x01;
}
else if (Arraydata[5] == 0x00)
{
Senddata[5]=0x00;
} if(Arraydata[6] == 0x02) { lamp4 = ON;
Senddata[6]=0x02; }
II
else if (Arraydata[6] == 0x01)
{
lamp4 = OFF;
Senddata[6]=0x01;
}
else if (Arraydata[6] == 0x00)
{
Senddata[6]=0x00;
} } } ----------- void serial () interrupt 4 using 3 { if (RI) { RI = 0;
Arraydata[countR] = SBUF;
if (countR==7)
{
countR=0;
{
Senddata[7]=Senddata[0]+Senddata[1]+Senddata[2]+Senddata[3]+Senddata[4]+Senddata[5]+Senddata[6];
for (countT=0;countT
{
SBUF = Senddata[countT];
delay1ms(50) ;
TI=0 ;
}
9 }
}
else
{
countR++;
} } } III
