1、 智能家居監控系統智能家居監控系統單位名稱：單位名稱：湖南湖南理工學院理工學院參賽隊員：參賽隊員： 潘添翼潘添翼 龍元維龍元維 楊晶楊晶 劉江強劉江強智能家居監控系統作品展示系統結構前景展望共通你我功能描述3 系統框圖系統框圖本系統由主機、監測節點、控制節點三部分組成，每個節本系統由主機、監測節點、控制節點三部分組成，每個節點和主機之間通過射頻識別（點和主機之間通過射頻識別（RFIDRFID）技術實現全雙工通信。）技術實現全雙工通信。主機擬通過主機擬通過GPRSGPRS連接到連接到Internet,Internet,并與用戶通過短信方式實并與用戶通過短信方式實現信息交互?，F信息交互。系統結構4

2、/10/20221.STM32F103ZET61.STM32F103ZET6嵌入式處理器嵌入式處理器 ：2.LSDRF4310M012.LSDRF4310M01無線模塊無線模塊 ：主機主機部分部分 靈敏度高達靈敏度高達-106dB/m； 傳輸性能優良傳輸性能優良,可靠傳輸距離可靠傳輸距離250m； 高可靠性、體積小、重量輕；高可靠性、體積小、重量輕； 低功耗，發射電流低功耗，發射電流43mA；接收電流；接收電流25mA；睡眠電流；睡眠電流10uA。高性能、低成本、低功耗的高性能、低成本、低功耗的ARMCortex-M3 32位內核；位內核；高達高達72MHZ工作頻率工作頻率 ；豐富的外設；豐富

3、的外設； 靈活的通信接口。靈活的通信接口。 4/10/20221.超低功耗超低功耗STM32L151CBT6微控制器微控制器 ：2.2.各類傳感器各類傳感器 節點部分節點部分高性能高性能ARM Cortex-M3 內核；內核；高達高達32MHZ主頻主頻;低功耗，多種低功耗工作模式；低功耗，多種低功耗工作模式；外設豐富，應用靈活。外設豐富，應用靈活。SHT11工業級數字溫濕度傳感器，具有品質卓越、超快工業級數字溫濕度傳感器，具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點；響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點；光敏電阻器廣泛應用于光的測、光的控制和光電轉換等光敏電阻器廣泛應用于光的測、光的

4、控制和光電轉換等領域，具有使用簡單、測量精確等優點；領域，具有使用簡單、測量精確等優點；4/10/2022熱釋紅外傳感器能將接收到的紅外輻射轉變成微弱的電熱釋紅外傳感器能將接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號壓信號, ,其本身無輻射、功耗小、隱蔽性好、價格廉其本身無輻射、功耗小、隱蔽性好、價格廉 ，廣泛的應用于防盜報警系統中；廣泛的應用于防盜報警系統中；MQ-2MQ-2氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，是氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，是一款適合多種應用的低成本傳感器，使用壽命長、穩定一款適合多種應用的低成本傳感器，使用壽命長、穩定性好、響應快速性好、響應快速 。無線、非接觸

5、遙感技術，抗干擾能力強，信息傳輸可靠，無線、非接觸遙感技術，抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現功耗低，成本低，易實現。2.各類傳感器各類傳感器簡介簡介： 本設計基于物聯網的智能家居監控系統，采用射頻識別（本設計基于物聯網的智能家居監控系統，采用射頻識別（RFIDRFID）技術構）技術構成無線傳感器網絡，實現家居環境監測、安全報警、家用電器的智能調成無線傳感器網絡，實現家居環境監測、安全報警、家用電器的智能調節以及家用電器的遠程控制等功能。本系統與家庭生活中各種應用系統節以及家用電器的遠程控制等功能。本系統與家庭生活中各種應用系統有機結合在一起，通過綜合管理，讓家庭生活更加舒適、

6、安全、有效、有機結合在一起，通過綜合管理，讓家庭生活更加舒適、安全、有效、節能?？傮w功能圖如下圖所示。節能?？傮w功能圖如下圖所示。功能描述4/10/2022開啟熱釋傳開啟熱釋傳感器感器 實時檢測實時檢測監控監控 區情況區情況 發現異常發現異常立即立即發出安全警發出安全警報報 自動檢測自動檢測 節點數據節點數據 綜合分析綜合分析 各項數據各項數據 發出紅外發出紅外 控制編碼控制編碼系統參數設置系統參數設置紅外編碼錄入紅外編碼錄入設置模式設置模式 智能模式智能模式 防盜模式防盜模式 原理分析原理分析共通你我難點：如何制定簡單、低廉、穩定且適合本系統的通信協議？難點：如何制定簡單、低廉、穩定且適合本

7、系統的通信協議？解決方法：解決方法：自身特點協議分析協議設計數據傳輸實時性強、單實時性強、單次傳輸數據量次傳輸數據量較小、傳輸次較小、傳輸次數頻繁、信息數頻繁、信息類型較為復雜類型較為復雜、傳輸的可性、傳輸的可性要求一般、環要求一般、環境干擾較小等境干擾較小等特點。特點。信息幀為數據信息幀為數據傳輸單元、主傳輸單元、主發從響的方式發從響的方式實現數據傳輸、實現數據傳輸、以地址碼的方以地址碼的方式實現設備之式實現設備之間的識別。間的識別。握手類幀結構握手類幀結構控制類幀結構控制類幀結構監測類幀結構監測類幀結構維護類幀結構維護類幀結構主機輪詢從主機輪詢從機，被查詢機，被查詢到的從機將到的從機將數據

8、發給主數據發給主機機。4/10/2022無效字 幀頭 設備ID CRC-8校驗 幀尾 4(Byte) 2(Byte) 2(Byte) 2(Byte) 2(Byte) 無效字 幀頭 設備ID監測標識 CRC-8校驗 幀尾 4(Byte) 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)無效字 幀頭 設備ID數據包CRC-8校驗 幀尾 4(Byte) 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)握手幀結構握手幀結構檢測請求幀結構檢測請求幀結構檢測應答幀結構檢測應答幀結構4/10/2022無效字 幀頭 設備ID響應字CRC-8校驗 幀尾 4(Byte)

9、 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)無效字 幀頭 設備ID命令字CRC-8校驗 幀尾 4(Byte) 2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)2(Byte)控制發送幀結構控制發送幀結構控制響應幀結構控制響應幀結構備注：備注：無效幀無效幀防止丟失幀頭（中斷響應延時）防止丟失幀頭（中斷響應延時）幀頭幀頭數據幀的開始，用于區分幀的類型數據幀的開始，用于區分幀的類型設備設備IDID設備的身份，用于通信中區分各設備設備的身份，用于通信中區分各設備CRC-8CRC-8校驗校驗提高數據通信的正確性提高數據通信的正確性幀尾幀尾數據幀的結束數據幀的結束前景展望

10、作品優勢作品優勢 功耗低，采用電池供電，在停電的情況下也正常工作；功耗低，采用電池供電，在停電的情況下也正常工作； 節點體積小，方便安放，擴展性能好節點體積小，方便安放，擴展性能好 ； 主機帶獨立的系統，具備顯示和輸入功能，無需配備電腦使主機帶獨立的系統，具備顯示和輸入功能，無需配備電腦使用，應用更加靈活；用，應用更加靈活； 簡單、低廉、穩定的通信協議，保證了節點和主機間數據交簡單、低廉、穩定的通信協議，保證了節點和主機間數據交互的速度和穩定性；互的速度和穩定性； 操作簡單，適合于普通人群使用。操作簡單，適合于普通人群使用。4/10/2022升級與完善升級與完善完成通過完成通過GPRSGPRS

11、連接到連接到InternetInternet，實現手機遠程控制；，實現手機遠程控制；完成紅外編碼錄入和紅外智能控制功能；完成紅外編碼錄入和紅外智能控制功能；進一步完善通信協議，增加節點輪詢速度，提高穩定性；進一步完善通信協議，增加節點輪詢速度，提高穩定性；增加中繼站，遠距離節點可以通過中繼節點將數據傳給主機；增加中繼站，遠距離節點可以通過中繼節點將數據傳給主機；拓寬智能家電控制范圍，如智能家庭娛樂系統；拓寬智能家電控制范圍，如智能家庭娛樂系統；加入視頻監控和智能門禁功能。加入視頻監控和智能門禁功能。前景展望4/10/2022 發展潛力發展潛力背景背景 對比對比 應用應用 。具備了一定的具備了一定的技術、產業和應技術、產業和應用基礎，呈現出用基礎，呈現出良好的發展態勢良好的發展態勢 。本設計同時具有價本設計同時具有價格低廉、體積小、格低廉、體積小、功耗低、