基于鸿蒙系统的智能家居控制装置的设计(开题报告)

近年来，随着物联网、云计算和移动互联网技术的快速发展，人们的家居生活方式也发生了很大的变化，智能家居相关产品正逐步走进千家万户，与传统家居相比，智能家居系统充分利用计算机网络技术、自动控制技术、安全防范技术、无线通信技术等对家居环境和家用电器进行智能管理和控制，给人提供舒适、安全、智能、环保的生活环理。智能家居的无线控制基础就是WIFI无线网络技术，虽然其他的方法以同样使用，但是WIFI相对其他技

java李杨勇

3164人浏览 · 2024-09-20 23:33:27

java李杨勇 · 2024-09-20 23:33:27 发布

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引言

智能家居的无线控制基础就是WIFI无线网络技术，虽然其他的方法以同样使用，但是WIFI相对其他技术来说优势比较大。

智能家居用英文来翻泽又被称作smart home , home automation。主要是以住宅为载体，将音视频技术、自动控制技术等家居技术融合在一起，构建家庭日常事务与先进住宅设的管理体系，有效提高住宅的舒适性、安全性，为用户构建环保节能的居住空间。但由于智能技术在我国运行时间较短，目前还处于初级阶段，还未完全成熟，智能家居只能与少数往房条件相结合，缺乏安全性，很容易出现识别不灵敏等问题。因此，该系统除了正常管理外，还要从灵敏度控制、安全防范等方面进行改进，最终达到预期水平。

智能家居发展的背景、目的和意义

2.1智能家居研究的目的和意义

随着人们生活质量的提高，消费观念也随之发生变化，更多人对现代室内设计方面的需求发生了很大的变化，人们对居住环境的要求也越来越高。而智能家居系统的使用需要借助终端控制系统进行操作，比如计算机、网络通信等，在网络技术快速发展的今天，智能家居系统能快速与家庭网络进行连接，无论在何种环境中均可以进行操作，为用户的日常生活与操作提供便利。

当前智能家居发展瓶颈主要在于性价比与实用性。性价比方面，以核心控制模板对现有家电进行改造，是最好的解决方法，也容易被大多数消费者接受。实用性方面，功能强大，适应面广，使用体验好的产品更容易得到市场的认可。

21世纪，作为信息科技的时代，也要求人们通过一定的技术手段进一步提高人们生活的舒适性，将人们从普通的家居生活变成智能的家居生活，从而与到现代智能化社会完成接轨。

近些年来，我国科学技术的快速发展，让我看到了中国的经济实力和中国互联网发展的势头。作为一个大学生，我看到了中国的强大，互联网发展的强大，国家经济实力的雄厚，让我感到无比的自豪。同时，也证明了走在世界发展前沿的中国，不会在任何一项事情上落后与世界，也证实了开发一套完整的属于我们自己的智能家居系统的必要性。

在现代发展环境中，智能家居解决的不仅仅是控制方式，而是生活方式。因此智能家居的发展在现在的社会发展中是非常重要的。

2.2 智能家居国外发展背景

国外智能家居的发展已经有几十年的时间，早已进入相对发展的阶段。总所周知，很多所有的先进产品、新技术都在美国诞生。而智能家居最初的起源地也是在美国。

早在1984年,人们第一次在美国构建了全球唯——栋拥有智能功能的建筑后,智能家居产品逐渐走进百姓的生活。直至今日,智能家居将物联网和人工智能两个关键技术融入其中,为其增加了更多的应用场景。

近些年来，对智能家居的研究和应用进入了一个新的高潮期。

几年前一些经济比较发达的国家提出了“智能住宅的概念”，住宅智能化是智能家居的先导，智能家居是住宅智能化的核心。美国电子工业协会于1988年编制了第1个适用于家庭住宅的电气设计标准，即《家庭自动化系统与通讯标准》，也有称之为家庭总线系标准(HBS)。

2.3 智能家居国内发展背景

我国的智能家居始于20世纪90年代末期，相对于欧洲国家晚一些。

目前智能家居一般要求有三大功能单元:第一，要求有一个家庭布线系统;第二，必须有一个兼容性强的智能家居中央处理平台(家庭信息平台);第三，真正的智能家庭生活至少需要三种网络的支持:宽带互联网、家庭互联网和家庭控制网络。

从智能家居应用方面来看，国内将智能化信息化运用到老年住宅中的世纪典型案例有。该老年公寓中在浴室和卧室空间应用了红外探测器和紧急呼叫系统，主要出入口的通道位置运用了监控系统，并且实现了全社区无线网络覆盖。

从技术发展方面来看，我国则更倾向于研究整套的智能家居方案。

我国智能家居产业联盟呈现以大企业牵头建设云平台为主，企业自发联合为辅的局面。以某一企业已有的技术、控制系统、APP为依托，其他企业接入来实现智能家居产品的互联互通，大部分仍采用国际标准。

中国的智能家居领域起步较晚于国外，且尽管海尔等公司正在极力打造其网路服务平台，但平台运行模式还未能成熟缺乏统一的平台标准，国内智能家居产品仍以单品为主，尽管已经存在推出的智能系统，但受限于价格与消费者的迟疑并未得到大规模普及。但国内智能家居企业在面临大浪潮时已经充分发挥其优势适应并参与到这次智能家居。

设计理念

3.1 主控芯片的选择

本设计主要采用51单片机（STC8系列）为系统的主控芯片，之所以选择这个类型芯片主要是因为其程序存储器较大，有64K，可胜任一般情况下较大的系统使用。同时，其各项性能都大大提升了，且相比对ARM来说，难度较低，适合小型项目使用。

3.2 基本功能的展现

对于一个在住宅的人来说，人们的第一反应是舒适性，因此他需要室内温度的监控，用户可以通过调节空调来控制室内的温度，从而达到一个相对舒适的环境。另一方面就是便捷性，也就是智能化的体现，通过移动智能终端可对灯开关、窗户等室内电器进行控制。仅仅这些还不够，还要重视住宅的安全，因此还需要配备一定的智能门锁。

研究的主要内容和研究方法

4.1 主要内容

设计的内容主要为利用物联网和硬件的结合,通过移动终端和物联网通信设备对硬件电路进行控制，从而实现移动终端对家中的智能家居设备进行控制。

采用云计算的服务器为核心来替代目前以家庭网关为核心。在智能家居中引入云计算，基本构想为由一个尽可能简单低功耗的家庭网关来获取各种传感器数据传送到云服务器，接受来自云服务器的指令对家居系统进行控制。

可以实现的功能大致上为室内温度监测、室内灯光的开关控制、窗帘的开关或者升降、门锁的开关等功能。

控制部分主要利用鸿蒙系统通过连接相应的蓝牙或WIFI设备，通过鸿蒙系统APP控制自身驱动发送相应的指令，当单片机串口接收到指令之后,会根据片内程序判断指令，执行相应的程序，驱动外接设备工作。

当单片机在接收到获取温度指令时，单片机会通过一系列措施，获取到数值，然后通过串口发送出去，与通信模块相连接的鸿蒙系统端会获取到相应数值，然后显示在人机交互界面上。

4.2 研究方法

预计方案：

方案1：STC8系列单片机（STC89C51单片机）+HC-05通信模块（Bluetooth）+鸿蒙系统APP控制；
方案2：STC8系列单片机+HC-05通信模块（Bluetooth）+鸿蒙系统APP控制；
方案3：STC8系列单片机（STC89C51单片机）+ESP8266-01S通信模块（WIFI）+鸿蒙系统APP控制；

综上所述，HC-05蓝牙通信模块只能进行近距离通信，在通信范围上有一定的限制.STC89C51单片机由于程序存储空间有限，如果用作实现一个功能的话则就足够了，但是用作控制一个大系统的话则就不够了。但是就设计本身来说，我需要利用自己编写的鸿蒙系统APP进行控制。

总体来说，实现一个功能的方法有很多种，知识在于自己如何去选择更适合自己方法去使用它罢了。

设计进度计划

（1）2021年10月6日至 2021 年 11 月 1 日：项目总体规划设计；

（2）2021 年 11 月 1 日至 2021 年 11 月 15日：指导老师下达毕业设计任务书,学生撰写开题报告；

（3）2021 年 11 月 16 日至 2021 年 11 月 30 日：文献综述和外文翻译；

（4）2021 年 12月 1 日至 2021 年 12 月 15 日：完成开题报告；

（5）2021 年 12 月 16日至 2021 年 12 月 31 日：正式开题，开始硬件设计，电路板设计，电子元器件焊接；

（6）2022年 1 月 1 日至 2022年 2 月 15 日：软件设计；

（7）2022年 2 月 16 日至 2022年 3 月 31 日：软硬件调试与改进；

（8）2022年 4 月 1 日至 2022年 5 月 2日：毕业论文撰写，查重、修改并定稿；

（9）2022年 5 月 3 日至 2022年 5月 19 日：软硬件调试、优化，准备答辩。

设计总结

智能家居行业的发展不仅仅是时代的产物，同时也是人们思想文化合科技发展提升的结果。物联网改变的不仅仅是时代的发展速度，同时也是人们的生活方式。

智能家居的概念比较成熟,但市场还没有真正兴起。中国的智能家居产业目前还是处于萌芽阶段。

智能家居行业发展趋势如下：

(1)行业标准不断完善,产品兼容性增加，智能家居产品有望实现互联互通。

(2)智能家居功能升级,智能家居更加个性化,交互方式更加多样化。

(3)智能家居成为物联网应用主要驱动力

在智能家居不断发展的过程中，人们对该产业也存在着更大的期望，但是在今后的发展过程中还是需要不断地进行完善，让智能家居产业朝着更加标准化以及多样化、智能化的方向发展，只有这样才能给人们创造出更加美好的生活，从而推动社会的稳定发展。

参考文献

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[3]吕磊，邢睿，李锦程，等.多功能智能家居控制系统[P].电工技术,2018,(18),1-2+11.

[4]郑国权.智能联网家居控制系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程,2021(13):111-112.

[5]耿玉菊.智能家居控制系统的设计与实现[J].现代信息科技,2021,5(09):167-169+174.

[6]刘超，徐志方，马成东，等.从专利布局现状分析国内外智能家居企业竞争策略[J].电视技术,2019,43(07):73-80.

[7] M. S. H. Khiyal，A. Khan，E. Shehzadi. SMS Based Wireless Home Appliance Control System (HACS) for Automating Appliances andSecurity[J]. Issuesin Informing Science and Information Technology,2009,6(1):887-894.

[8] A. ElShafee, K. A. Hamed. Design and Implementation of a WiFi BasedHome Automation System[J].World Academy of Science, Engineering and Technology, 2012,68(1):2177-2180.

[9] A. Rajabzadeh,A. R. Manashty, Z. F. Jahromi. A Mobile Application for Smart House Remote Control System[J]. World Academy of Science, Engineering and Technology,2010(01): 62-63.

[10] U. Sharma,S. R. N. Reddy.Design of Home/Office Automation Using Wireless Senosr Network[J]. International Journal of Computer Applications,2012(01):53-60.

项目案例：

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