课题名称：基于安卓的智能家居远程控制系统设计与实现

一、主要功能：

实现智能家居远程控制功能，由STM32主控部分、WIFI模块部分、电机驱动部分、继电器驱动部分和手机端等组成。使用手机APP即可控制窗帘的展开和闭合（电动机模拟）、电子门锁的开关和电路的通断（继电器模拟）、电灯的开关（LED灯模拟）等控制功能。还可在APP上显示家庭环境监测的数据，例如：室内温度、湿度等。还有智能安防报警机制，例如：烟雾监测报警、水侵报警等功能。远程控制是通过手机端向主控制器发送操作指令，由WIFI模块发送数据，主控制器接收到指令后进行处理，再通过WIFI模块接收，处理结果发送到终端节点控制家居设备执行动作。

二、技术指标：

1.  当温度高于35℃，烟雾超过1600 ppm，PM2.5超过200µg/m3，手机APP会进行报警提示。

2.  窗帘可以设置自动模式和手动模式。

3.  有漏水情况接触到水侵模即报警。

三、课题研究基本内容

实现智能家居远程控制功能，由STM32主控部分、WIFI模块部分、电机驱动部分、继电器驱动部分和手机端等组成。硬件框图如图1所示。使用手机APP即可控制窗帘的展开和闭合（电动机模拟）、电子门锁的开关和电路的通断（继电器模拟）、电灯的开关（LED灯模拟）等控制功能。还可在APP上显示家庭环境监测的数据，例如：室内温度、湿度等。还有智能安防报警机制，例如：烟雾监测报警、水侵报警等功能。主要功能框图如图2所示。

本系统有传感器采集家居内部温湿度、烟雾等传感器相连处理数据的数据，再将采集到数据通过串口传送给STM32 主控制器，主控制器对接收来的数据进行分析处理，并与设定值比较做出判断。处理后数据通过WIFI模块链接手机进行网络接收信息，将数据在APP中显示，用户可通过需求控制系统中的用电器，APP后台将数据按照相应标准处理，再发送回终端节点，控制家用电气设备执行相应操作。

远程控制是通过手机端向主控制器发送操作指令，由WIFI模块发送数据，主控制器接收到指令后进行处理，再通过WIFI模块接收，处理结果发送到终端节点控制家居设备执行动作。

四、研究方案及预期达到的目标

本系统分多个模块协同工作，实现用户的在短时间内完成家庭环境感知、控制、监控。本系统大体分为：STM32F103C8T6芯片模块、WIFI模块、L293D电机驱动芯片、DS18B20(温度传感器)、MQ_2(烟雾传感器)、DHT11(温湿度传感器)、手机端。

STM32芯片有高性能、低成本、低功耗的优点，在功能上符合本系统的功能和要求，因此本系统选用STM32处理器。

系统采用嵌入式设计技术进行智能家居APP控制平台设计，结合传感器分布式检测技术进行智能家居APP控制状态测试，对智能家居APP控制平台进行三层体系结构构架，智能家居控制平台的三层体系构架分为感知控制层、网传输层、应用服务层，其中，感知控制层采用传感器进行湿度、温度信息采集，采集的感知信息作为整个家居平台的底层数据，结合系统信息处理模块进行网络输出控制。在网络传输层中，采用无线网络技术进行系统收发数据的控制，在应用服务层实现家电控制和家居远程控制，手机端APP遥控程序与系统收发器通信。用手机来实现遥控功能操作简单，易于编写控制程序，短距离内信号稳定等优点。

预期达到的目标：使用手机APP即可控制电动机转动。

使用手机APP即可控制LED灯开关。

使用手机APP即可控制电路通断。

通过手机APP即可显示家庭温度、湿度监测的数据。

监测烟雾、水位超过阈值可通过手机APP报警。

附页：

系统硬件框图/功能框图

图1 系统硬件框图

图2 软件功能框图