天津工业大学毕业论文基于Zigbee的智能家居系统的设计姓名：郝冠鹏学院：电子与信息工程学院专业：电子信息工程班级：电子1004指导田磊、郑羽教师：2014年 6 月 4 日天津工业大学毕业设计（论文）任务书院长 教研室主任指导教师毕业设计（论文）开题报告表天津工业大学毕业设计（论文）进度检查记录天津工业大学本科毕业论文评阅表（论文类）天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表摘要随着经济的不断发展，科技的不断进步，我国居民的物质生活水平也得到了大幅的提高，但是在科学技术水平日新月异的今天，仅仅在物质生活方面的提高已经不能满足我国居民的更高需求，为了追求更舒适更方便的生活，衍生出了很多基于当代科技的智能化产品，其中智能家居就是在这种背景下产生的。
家庭中安装一套智能家居控制系统，不仅能使我们的居家生活更加智能化、人性化，更能极大的满足我们的生活体验，享受高新科技带来的方便。
针对上述问题，本文设计了基于无线传输模块的智能家居控制系统，整个系统采用无线通信模块进行数据传输，能够自动测量居室环境中的多个参数信息，并集中在主控中心的液晶显示屏上对测到的环境参数进行统一显示。
真正实现了居室环境监测的自动化、智能化，同时也满足了我们对更高品质生活的要求，在提高了生活体验的同时，也降低了居室发生意外的概率。
本系统采用宏晶科技生产的STC12C5A60S2单片机作为智能家居控制系统的核心控制器，其丰富的片上资源减少了外围电路的扩展，提高了系统的稳定性，降低了成本。
同时采用NRF905作为实现设备间的无线数据传输。
其人性化的设计，解决了一系列居室环境监测的难题。
该系统实现了居室环境中温湿度、有害气体浓度、水位和有无人体进入等环境参量的测量和显示，精度高、性能稳定。
关键词：智能家居控制；无线通信；STC12C5A60S2ABSTRACTWith the gradual development of economy and technology,material standard of living of our residents have been greatly improved,however, with the scientific and technological level of today rapidly changing, just in terms of improving the material life has been unable to meet the higher demand for our residents, in order to pursue a more comfortable and convenient life , a lot of intelligent products are produced by contemporary science and technology, including intelligent home control system. Installing a smart home control system, not only make our home life more intelligent and humane, but also we can enjoy the great experience of our lives and the convenience of high technology.To solve the problems mentioned above, we design an intelligent home control system based on wireless transmission module, the system uses wireless communication module for data transmission, can automatically measure multiple parameters in the indoor environment and transmit them to the LCD screen of main control center to display. It realized monitoring automatic and intelligent, which meet our demands for higher quality of life and reduce the probability of accidents.The system uses the STC12C5A60S2 microcontroller as the core controller of intelligent home control systems. It prolific SOC resources reduced periphery circuit, which enhanced system stabilization and lowed cost.At the same time, using the NRF905 to realize the wireless data transmission,its user-friendly design, solve a series of indoor environmental monitoring problems.The system realizes the room temperature and humidity environment, the concentration of harmful gases, water and the availability of human and other environmental parameters into the measurement and display, high precision, stable performance.Keywords:Intelligent home control system,Wireless communications, STC12C5A60S2目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3课题相关内容的现状和发展 (2)1.4课题完成的主要工作 (3)第二章智能家居系统的总体设计 (4)2.1需求分析 (4)2.2方案的提出 (4)2.3 STC单片机简介 (5)2.4 NRF905无线传输模块简介 (7)2.5 传感器模块简介 (8)2.5.1有害气体传感器 (8)2.5.2温湿度传感器 (9)2.5.3人体红外传感器 (9)2.5.4水浸传感器 (10)2.6 液晶显示屏简介 (10)第三章智能家居系统的硬件设计 (12)3.1 STC12C5A60S2单片机最小系统的设计 (12)3.1.1单片机电路的设计 (12)3.1.2供电电源电路及接口的设计 (14)3.1.3 USB程序下载电路的设计 (14)3.1.4时钟电路的设计 (16)3.2传感器模块电路的设计 (16)3.3 无线传输模块电路的设计 (19)3.4 显示电路的设计 (19)第四章智能家居系统的软件设计 (21)4.1智能家居控制系统的软件设计与实现概述 (21)4.2智能家居控制系统的无线通信协议 (21)4.3 软件设计 (22)第五章系统测试与调试 (25)5.1硬件电路的测试 (25)5.1.1测试的目的 (25)5.1.2测试方法 (25)5.1.3测试结果 (30)5.2软件程序的调试 (30)5.3绘制原理图中存在的问题 (31)5.4绘制PCB板中存在的问题 (31)5.5程序调试中存在的问题 (32)结束语 (34)参考文献 (35)附录 (36)附录一：英语参考文献与翻译 (36)附录二：硬件电路原理图 (51)附录三：程序 (56)谢辞 (74)第一章绪论1.1课题研究的背景随着单片机嵌入技术、无线传输技术、传感器技术等科技的快速进步，经济的迅速增长，国民的物质生活在不断上升的同时，也提高了人们对家庭生活现代化、居住环境舒适化及家居安全化的要求，在这种日益迫切的需求下延伸出来的智能家居控制系统很好的满足了人们的这些要求。
智能家居控制系统除了具有安全、方便、舒适、节能、小巧的优点外，还是一个将温湿度测量设备、有害气体探测设备、人体红外检测设备、水浸探测设备等不同功能的设备和各种家居智能化所需要的当代前沿技术互连于一体的系统，使我们的家庭生活更为舒适、方便。
智能家居系统的应用对家庭生活方式带来了深远的影响，它能提供舒适安全、环保节能、具有高度人性化的生活空间；提供智能化的家居设备控制方式；提供全方位的信息交换功能；优化人们的生活方式，帮助人们有效地安排时间，增强家庭生活的安全性。
主要表现在可以实时地监控非法侵入、浸水、火灾、燃气泄露、紧急呼救等事件的发生；根据光强、温湿度等环境条件的变化，智能家居系统可以对诸如空调、照明电器等的控制从而实现家居环境的自动控制等各个方面。
家居环境的建筑设计和装修装饰千差万别，在不影响建筑格局的前提下，人们要求智能家庭系统安装简单方便，易于维护，可靠性高。
智能家居系统创新性地实现了对家居环境中各种参数的集中探测、显示和控制，可全部实现无线控制，免除布线的麻烦和弊端，不管装修与否，均可便捷安装使用，不会受到布线的任何束缚。
家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。
智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗。
而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能家居控制系统能智能地为住户控制好空气的湿度、温度等各种环境因素，检查分析空气成分，让住户安心入住。
1.2课题研究的目的和意义虽然智能家居系统在各个方面都有一定程度的发展，而市场上也开始出现了各式各样的相关产品，但很多情况下还都只是停留在炒作这个概念上，大家对它的了解还没有达到一定的深度。
从总体的发展来看，情况并不容乐观，一套功能比较完善的智能家居系统很复杂，综合布线的施工过程以及后期的调试都必须要专业的工程师进行，因此其安装、调试过程复杂，成本费用高；目前，大家比较关心的是安防报警、对讲、灯光控制和空调控制等功能，对一些超前的控制功能好像并没有引起广泛的兴趣，因此其部分功能华而不实；再加上缺乏资金支持、缺乏完善的社会合作体系，特别是统一标准和权威产品的缺乏严重影响了家居智能化的快速发展。