基于arm的嵌入式智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)設計-文庫吧

【正文】 .................................... 16 直流穩(wěn)壓電源的設計 ............................................................................ 16 STM32 最小系統(tǒng)的設計 ........................................................................ 17 電源的供電方案 ............................................................................... 17 晶振電路 .......................................................................................... 17 復位電路 .......................................................................................... 18 . 串口驅動電路 ...................................................................................18 步進電機、繼電器驅動電路 設計 .........................................................19 本章小結 .................................................................................................20 第 4 章 軟件程序的設計 ...................................................................................21 主函數及 TIM2 中斷服務函數設計 ......................................................21 主函數及 TIM2 中斷服務函數程序代碼 ........................................21 主函數及 TIM2 中斷服務函數程序流程圖 ....................................23 GPRS 來信中斷處理函數設計 ...............................................................24 GPRS 來信中斷處理函數程序代碼 .................................................24 GPRS 來信中斷處理流程圖 .............................................................27 GPRS 的 AT 指令 ....................................................................................28 本設計中用到的 AT 指令 ................................................................28 PDU 編碼 ...........................................................................................28 AT 指令的使用程序設計 ..................................................................30 本章小結 ..................................................................................................32 結論 .....................................................................................................................33 參考文獻 .............................................................................................................34 致謝 .....................................................................................................................36 附錄一 整個硬件系統(tǒng)電路圖 ...........................................................................37 附錄二 開題報告說明 .......................................................................................38 附錄三 文獻綜述 ...............................................................................................38 附錄四 中期報告 ...............................................................................................39 附錄五 外文文獻及其翻譯 ...............................................................................40 附錄六 完整的程序代碼 ...................................................................................41 . 第 1 章 緒論 課題背景 隨著科技的提高，經濟的發(fā)展，人們的物質生活水平的提高，對家居環(huán)境的要求也越來越高，作為家居智能化的核心部分 —— 智能家居控制系統(tǒng)也越發(fā)顯得重要。智能家居控制器可以為系統(tǒng)提供智能控制方案，使住戶的控制更便捷，更高效，更能為家庭的日常活動節(jié)約不必要的能耗 [1]。而且在現在這個注重綠色環(huán)保的世界里，智能的為住戶控制好空氣的濕度、溫度等，檢查分析空氣成分，讓住戶安心入住。家居智能 化控制 的開發(fā)和建設是未來國家、經濟發(fā)展的必然趨勢 。 在科學技術日新月異的今天，智能家居產品也在不斷發(fā)展尋求突破，用智能的方式緩和、解決社會矛盾，這是本課題的目的及意義所在。 國外的發(fā)展動態(tài) 1984 年， 世界上第一 座 智能建筑 在美國 的 康涅迪格州 建成 ， 這 座意義不一般 的 智能 建筑 是 對 一座舊式大樓 在 一定程度 上的 改造 而完成的。它只是采用計算機系統(tǒng)對大樓的 照明 、 空調、電梯等設 備進行監(jiān) 控，并提供情報資料 、 語音通信、電子郵件 等方面的信息服務。 2020 年， 新加坡 大約有 5000戶家庭采用了這種家庭智能 家居 化系統(tǒng) ，而 與此同時， 美國 采用這種智能家居化系統(tǒng)的用 戶 已 高達 4 萬戶。 目前 ， 在 國外的 家庭智能化 系統(tǒng) 技術 己經越來越 成熟，預 計今后 ， 越來越多的 新房將 會安裝 具有一定的“智能 家居化 ”功能 的系統(tǒng) 。 于此 同時，由于 科學 技術的 發(fā)展 日益 標準化，這些新型 智能 家居 系統(tǒng) 將 會 比 世界首富 比爾 . 蓋茨耗資 六千 萬美元的高 端 智能家居 別墅便宜得多 。 在家居智能化 系統(tǒng)研發(fā)方面，美國及一些 西方 國家一直處于領先地位。近年來 ，以摩托羅拉 公司 及 美國微軟 公司等為首的一 些 國外 知名企業(yè)，先后加入到 智能家居 系統(tǒng) 的研 發(fā)中。 比 如 :摩托羅拉公司開發(fā) 出來 的“居所之門” 、微軟 公司 開發(fā) 出來 的“夢 幻之家”、 IBM 公司開發(fā) 出來 的“家庭主任”等 都以 日趨成穩(wěn) 的技術霸 占家居市場 。 此外， 亞洲國家 日 本、 韓 國、新加坡 等國 . 的領 頭 大 企業(yè) 也 紛紛致力于家居智能化的 研 發(fā)，對家居市場更是躍躍欲試。 國內的發(fā)展動態(tài) 1990 年 后 ，我國的智能 家居化住宅 小區(qū)日益興起。 我國的智能 家居 化住宅建 筑 最早起于 廣州、深圳和 上海等沿海 發(fā)達 城市，并 慢慢地 向內陸發(fā)展。在 1997 年 香港回歸 時 ， 上海的中皇廣場 在建設部 “97 跨世紀住宅小區(qū)案競賽活動 ”中 被建設部科技委員會 評 為全國首家 “智能住宅示范工程 ”， 從此 揭開了 我 國智能 家居住宅 小區(qū)發(fā)展的序幕。 1999 年， 建設部住宅產業(yè)化辦公室 、 建設部勘察設計司 聯(lián)合組織實施 了 全國住宅小區(qū)智能化技術示范工程，這也 標志著我國 的 智能 家居 進入了一個新階段。隨著信息化 技術日益普 ，國家經貿委 領 頭成立了家庭信息網絡技術委員會， 同時 信息網絡技術體系研究及產品開發(fā)已經被列為了國家技術創(chuàng)新的重點專項計劃。 根 據建設部 的 要求，截止今年，大中城市中 50%的住宅要實現智能化 [2]。 我國的智能家居 建設 相對于國外起步 比 較晚， 尚未形成一定的國家標準。國內各大 硬、 軟 件 企業(yè) 機構正在積極的研 發(fā) 更 為符合市場的智能 家居 化產品 ，以解決 我國 當前智能化 設備 使用 復雜 、 產品價格昂貴及 實用性差等缺點，而技術創(chuàng)新 能力 也 逐漸 向國際先進水平靠攏，這樣 智能家居 的未來值得我們 期待 [34]。 本文各章主要安排 本文第二章主要介紹了智能家居控制系統(tǒng)中用到的各個硬件模塊，有主控模塊 STM32F103VET GPRS 短信收發(fā)模塊 GTM900B、溫濕度測量傳感器 DHT1液晶顯示屏 LCD160步進電機 28BYJ48。 第三章主要介紹了硬件系統(tǒng)的設計，重點描述各個功能模塊電路圖的設計及其功能。 第四章主要介紹了控制系統(tǒng)軟件程序的設計，主要有主函數及 TIM2 中斷處理函數 的程序設計， GPRS 來信中斷處理函數的設計以及 GPRS 的 AT指令的 PDU 編碼過程。其中給出了主要程序代碼及其程序流程圖。 . 第 2 章 各個硬件模塊的說明 主控模塊 本設計整個系統(tǒng)的主控芯片選擇的 具有 ARM 內核 CortexM3 的STM32F103VET6。 該芯片屬于增強型的 32 位高性能微控制器，具有 100引腳和高達 512K 字節(jié)的閃存存儲器 。 STM32 的 系統(tǒng)架構 STM32VET6 的系統(tǒng)架構包含 4 個驅動單元： CortexM3 內核 Dcode 總線、系統(tǒng)總線、通用 DMA1 和通用 DMA2； 4 個 被動單元：內部閃存存儲器 Flash、內部數據存儲器 SRAM、 FSMC 和 AHB 到 APB 的橋 。 這些 單元都是通過一個多級的 AHB 總線構架相互連接的，如 圖 21 所示。 ICode: 該總線將 閃存指令接口 與 ARM的 CortexM3 內核的指令總線 相連接。指令預取在此總線上完成。 DCode: 該總線將 閃存存儲器的數據接口 和 CortexM3 內核的 數據 總線相連接 (常量加載和調試訪問 )。 系統(tǒng)總線 : 此總線連接 CortexM3 內核的系統(tǒng)總線到總線矩陣，總線矩陣協(xié)調著 DMA 與 內核 之 間的訪問。 DMA 總線 : 此總線將 DMA 的 AHB 主控接口與總線矩陣相聯(lián)，總線矩陣協(xié)調著 CPU 的 DCode 和 DMA 到 內部閃存存儲器 Flash、內部數據存儲器 SRAM 和外設的訪問。 總線矩陣 : 該矩陣 協(xié)調 DMA 主控總線 與 內核系統(tǒng)總線 間的訪問 與 仲裁，仲裁 采 用輪換算法?？偩€矩陣包含 4 個驅動部件和 4 個被動部件。 AHB外設通過總線矩陣與系統(tǒng)總線相連，允許 DMA 訪問。 AHB/APB 橋 (APB): 兩個 AHB/APB 橋在 AHB 和 2 個 APB 總線間提供同步連接。 APB1 操作速度限于 36MHz， APB2 操作于全速 (最高 72MHz)。 有關連接到每個橋的不同外設的 地址映射 。在每一次復位以后，所有除SRAM 和 FLITF 以外的外設都被關閉，在使用一個外設之前，必須設置寄存器 RCC_AHBENR 來打開該外設的時鐘 . 圖 21 STM32 系統(tǒng)架構 STM32F103VET6 的內部資源 STM32F103VET6 的引腳圖 如圖 22 所示 。 (1) 內核： ARM 的 32 位 CortexM3 微處理器；最高 達 72MHZ 頻率，CortexM3 內部的數據路徑是 32 位的，寄存器是 32 位的，存儲器接口也是32 位的。 CortexM3 采用了哈佛結構，擁