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1.课题研究意义及人文创新性
结合了移动互联技术和无线局域网,将智能家居控制系统与嵌入式设备、移动终端、云平台、Wi-Fi组网、语音控制、智能安防GPRS报警系统等有机的结合起来,改善了传统红外信号定向与距离短和布线复杂的局限,使得用户可随时随地能对设备进行控制,并增加房屋的智能安防系统,为现代家居生活带来便利的同时还增加了房屋安全监测及报警系统,让用户不论是在家还是外出都能实时监测家里的情况,做到出门放心,遇到紧急状况能第一时间知道并控制隐患。
本文的具体创新体现在以下两个方面:
2 系统需求分析
智能家居系统的主要功能概括为以下几大类:照明系统及电器控制、人机交互服务、远程控制服务、居住环境安全保障。如图1所示。
3 总体设计
下面对主要模块及其功能进行简单描述,如图2所示。
3.1下位机功能控制框图
核心为ArduinoUNO单片机芯片,D0~D13为数字接口,可作为信号输入接口也可作为输出接口,部分接口具有PWM信号输出功能,同时可作为第二功能接口使用。AD0~AD5为模拟信号输入接口,作为一些模拟传感器信号输入口。
通过使用ESP8266芯片与机智云结合控制,ArduinoUNO单片机连接后,用程序的方式让其联网工作,起到了将ArduinoUNO单片机与Wi-Fi互联网连接,用户可在自己手机上设置好后,远程控制家内的照明电路和其他可以连接的电器。如图3所示。
3.2系统软件结构设计
基本架构可以分为三层:物理层、网络层和应用层,图4显示了系统中各层的功能和相互关系,其中Wi-Fi网关位于网络层和物理层之间,起着承上启下的作用。三层模型中,每一层都有对应的软、硬件设备,层间通过物理通信链路和接口函数实现耦合。
4 系统功能测试及分析
4.1语音控制功能测试
该项试验测试语音识别及控制功能的成功率。“时光”为语音唤醒指令。要进行语音控制音响和照明灯的操作,必须先以“时光”来唤醒语音识别模块。10s内发布指令,若10s内没有发布语音指令,如“播放音乐、下一首、打开车库灯”等指令,系统会自动关闭语音识别功能,防止不必要的干扰。
4.2 测试结果因素分析及解决办法
4.3 手机APP控制功能测试
4.4 Wi-Fi模块及手机APP配网测试
手机APP要连接设备Wi-Fi模组,首次配网,需要手机与Wi-Fi模组处在相同的网络环境下,只要配网成功,手机和Wi-Fi模组都接入互联网。当再次断电控制,只要手机有4G网络,在任何地点都可以对设备进行APP控制,即具备远程控制功能。
4.5 机智云平台监控设备活动数据
本次项目根据被控对象的个数和数据类型,在机智云平台上建立了一个数据点,分别是浴室灯、主次卧灯、餐厅灯及车库门四个数据点。数据点的类型也可根据被控对象的数据类型进行设置。如图6所示。
表1配网测试表
原文标题:IoT毕设 | 机智云AIoT+arduino单片机+智能家居系统及安防控制
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