基于STM32的智能家居系统硬件设计

基于STM32的智能家居系统硬件设计

作者：张成 魏晓杰

来源：《今日财富》2015年第22期

摘 要：21世纪是信息化的世纪，随着智能技术的飞速发展以及人们生活水平的不断提高，人们对居住环境的要求也在不断的提高，跟随时代的脚步智能家居正在走进人们的生活。本文阐述的是集综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频等技术为一体的基于STM32的智能家居系统硬件设计。 关键词：智能家居系统；STM32单片机 一、引言

智能家居是人们居住环境的一种智能化，以住宅为平台安装智能家居系统的居住环境。利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 二、系统组成结构

智能家居系统包含了七大家庭控制中心（门庭控制中心、客厅控制中心、厨房餐厅控制中心、卫生间过道控制中心、主卧室控制中心、次卧室控制中心、阳台控制中心）；以及一套智能家居管理软件。七大家庭控制中心通过以太网与家庭信息互联处理中心联系，达到家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务与管理集成系统的目的，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。图1所示为智能家居控制系统网络结构示意图。 三、系统硬件设计 （1）控制系统硬件设计

智能家居控制系统主要工作原理是通过STM32单片机采集数据并控制继电器动作从而达到控制家庭中主要用电设备工作的。首先用户可以事先设定居住环境的温度湿度以及光照度等环境参数，并形成数据库信息通过串口存储在家庭服务器中，同时STM32单片机可以读取相应的数据信息进行比对处理；另外居住环境的信息数据也可以通过现场安装的传感器采集到单片机中，以便跟用户事先设定的状态信息或者是临时输入的控制信息进行对比，经过STM32单片机处理后去控制继电器动作；然后继电器根据单片机发出的指令自动去控制用户终端电气设备，比如风机、水阀开度，加湿器、电动窗帘、冰箱温度、空调开关等动作，从而达到智能控制的目的，其中数据的传输可以通过串口传输也可以通过无线传输。同时，如果家用电器出

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现故障，也可以通过无线通讯的形式告知用户进行及时更换修理。图2所示为智能家居控制系统硬件结构框图。

（2）系统主要设备选型

1）STM32单片机。STM32单片机基于ARM Cortex-M3核心的32 位微控制器，LQFP-144封装；512K 片内FLASH（相当于硬盘），64K片内RAM（相当于内存），片内FLASH 支持在线编程（IAP）；支持片外高速晶振（8M），和片外低速晶振（32K）；多达80个IO（大部分兼容5V逻辑）等。

2）Zigbee模块。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

3）继电器。继电器是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。 四、结论

随着信息时代的到来，人们对生活环境的要求也越来越高。智能家居的发展将会使人们的生活质量提高一个档次，所以智能家居势必会在信息改革的潮流中掀起一朵浪花。 参考文献：

[1]周洪《智能家居控制系统》中国电力出版社，2005年； [2]韩江洪《智能家居系统与设计》合肥工业大学出版社，2005年； [3]殷德军《现代安全防范设计与工程系统》电子工业出版社，2008年。

作者简介：张成，男，汉，山西省，现任北京信息职业技术学院，电子工程系，讲师，研究方向：应用电子技术。

魏晓杰，男，汉，山东省，现在北京信息职业技术学院，电子工程系 学生，研究方向：应用电子技术。

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