物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)計(jì)

1、吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 信息工程學(xué)院基于WIFI技術(shù)的智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能燈控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 時(shí) 間： 2014/3/172014/3/28 目 錄 第一章緒 論11.1 基本概念11.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展11.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能家居的應(yīng)用2第二章智能燈控的實(shí)物仿真52.1 仿真編程52.2 WIFI模塊的調(diào)試62.3 仿真的硬件設(shè)置7第三章課程設(shè)計(jì)總結(jié)10參考文獻(xiàn)I附 錄I第一章 緒 論1.1 基本概念物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。目前多個(gè)國(guó)家都在花巨資進(jìn)行深入研究，物聯(lián)網(wǎng)是由

2、多項(xiàng)信息技術(shù)融合而成的新型技術(shù)體系?！拔锫?lián)網(wǎng)”的概念于1999年由麻省理工學(xué)院的Auto-ID實(shí)驗(yàn)室提出，將書(shū)籍、鞋、汽車(chē)部件等物體裝上微小的識(shí)別裝置，就可以時(shí)刻知道物體的位置、狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)智能管理。Auto-ID的概念以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和射頻識(shí)別技術(shù)為支撐。1999年在美國(guó)召開(kāi)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議MobiComl999上提出了傳感網(wǎng)(智能塵埃)是下一個(gè)世紀(jì)人類(lèi)面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇。同年，麻省理工學(xué)院的GershenfeldNell教授撰寫(xiě)了“When Things Start to Think”一書(shū)，以這些為標(biāo)志開(kāi)始了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2009年8月7日，國(guó)務(wù)院總理溫家

3、寶到無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心視察并發(fā)表重要講話，指出“在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點(diǎn)謀劃未來(lái)，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)”；“在國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展”；“盡快建立中國(guó)的傳感信息中心，或者叫感知中國(guó)中心”。溫總理的號(hào)召進(jìn)一步開(kāi)啟了中國(guó)全面關(guān)注和研究傳感網(wǎng)的序幕。近來(lái)，北京、上海、福州、深圳、廣州、重慶、昆山、成都、杭州等城市都加快了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的布局，工信部也表示正在編制“十二五”物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃。 物聯(lián)網(wǎng)具有廣闊的行業(yè)應(yīng)用需求，但各行業(yè)發(fā)展并不均衡，整體來(lái)看，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初級(jí)階段，技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品以及市場(chǎng)并不成熟。細(xì)分市場(chǎng)方面，交通、安防、物流、零售、電力、金融、環(huán)保、醫(yī)

4、療等將成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域，但由于不同行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)政策傾向、技術(shù)與市場(chǎng)成熟度、市場(chǎng)需求等方面差別較大，物聯(lián)網(wǎng)的細(xì)分市場(chǎng)發(fā)展差距很大。物聯(lián)網(wǎng)概念的基本要點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)概念是怎樣興起的，物聯(lián)網(wǎng)的概念最初來(lái)自“傳感網(wǎng)”，是作為重大IT技術(shù)提出來(lái)的。1999年，在美國(guó)召開(kāi)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議提出， “傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類(lèi)面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇”。2003年，美國(guó)技術(shù)評(píng)論雜志提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來(lái)改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。到了2005年，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)上，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)一文，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)

5、將是其中的關(guān)鍵技術(shù)?？梢哉f(shuō)相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)的概念還只是在技術(shù)界受到關(guān)注，情況的變化出現(xiàn)在奧巴馬就任美國(guó)總統(tǒng)后。2009年初，奧巴馬在與美國(guó)工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次會(huì)議上，IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出“智慧地球”的概念，并建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。從此物聯(lián)網(wǎng)的概念進(jìn)人了國(guó)家的戰(zhàn)略層，發(fā)達(dá)國(guó)家也紛紛效仿，提出相應(yīng)的戰(zhàn)略對(duì)策。隨即物聯(lián)網(wǎng)概念也在中國(guó)升溫。1.3 物聯(lián)網(wǎng)在智能家居的應(yīng)用智慧家居（SmartHome），又稱“智能家居”，意思是靈巧、敏捷、活潑、機(jī)警、時(shí)髦、漂亮的房子。它又有家庭自動(dòng)化（HomeAutomation）、電子家庭、E家庭（ElectronicHome &

6、 E-Home）、數(shù)字家園（Digital Family）、家庭網(wǎng)絡(luò)（Home Net）、網(wǎng)絡(luò)家居（Network Home）以及智能化家庭（Intelligent Home）等叫法，在中國(guó)香港和臺(tái)灣等地區(qū)還有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱呼。目前通常把智能家居系統(tǒng)定義為：它是一個(gè)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和綜合布線技術(shù)，依照人體工學(xué)，融合個(gè)性化需求，通過(guò)統(tǒng)一的家庭管理平臺(tái)，將與家居生活息息相關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起的系統(tǒng)。以家居網(wǎng)絡(luò)布線為基礎(chǔ)平臺(tái)，集中以Honeywell的家庭網(wǎng)關(guān)為核心設(shè)備，通過(guò)RS485等智能通信接口，對(duì)其他各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的集成，形成了一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的整體，從而為

7、住戶營(yíng)造一個(gè)安全、舒適、便捷、溫馨的家居生活環(huán)境。整套系統(tǒng)包含了以下6個(gè)子系統(tǒng)：家居網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)；可視對(duì)講系統(tǒng)；門(mén)禁系統(tǒng)；家居安防系統(tǒng)；燈光和電動(dòng)窗簾系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)家電控制系統(tǒng)。系統(tǒng)功能與特點(diǎn)： 智能家居系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)訪客的可視通話確認(rèn)后再按鈕開(kāi)門(mén)這一最基本功能。在此基礎(chǔ)上，對(duì)家居內(nèi)的安全防范進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)控；對(duì)家居內(nèi)的燈光照明采取調(diào)光、定時(shí)、場(chǎng)景等智能控制；對(duì)電動(dòng)窗簾進(jìn)行開(kāi)、關(guān)、停等隨心所欲的控制；對(duì)家居內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)家電如網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)等進(jìn)行集中聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。系統(tǒng)還包括了家居內(nèi)的所有語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和有線電視等信息網(wǎng)絡(luò)布線，并全面覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，給每個(gè)家庭成員接聽(tīng)撥打電話、收看電視和上網(wǎng)帶來(lái)極大的方便。

8、還可以就地或遠(yuǎn)程地以電話、手機(jī)、無(wú)線PAD以及Web等多種方式，很方便地對(duì)家居內(nèi)各種智能家電設(shè)備設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)的主要設(shè)備（1）家庭網(wǎng)關(guān) 家庭網(wǎng)關(guān)（HomeGateway）是智能家居系統(tǒng)的心臟即核心設(shè)備，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的采集、信息輸入、邏輯處理、信息輸出、聯(lián)動(dòng)控制等功能。對(duì)外提供IP接口，聯(lián)通小區(qū)局域網(wǎng)，對(duì)內(nèi)提供RS485、RS232智能接口或干接點(diǎn)輸入端口。安裝在Est智慧家居配線柜里。（2）五寸彩色液晶終端 安裝在家居內(nèi)進(jìn)門(mén)處墻上。通過(guò)它可以與訪客、大堂管家、監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講，戶戶通對(duì)講，按鈕開(kāi)門(mén)功能，布撤防功能，緊急報(bào)警功能，液晶顯示、友好人機(jī)界面、電子地圖功能，控制燈光、

9、電動(dòng)窗簾、網(wǎng)絡(luò)家電等設(shè)備，“在家、外出、睡眠”3種安防設(shè)置模式。（3）浴室對(duì)講分機(jī)安裝在浴室衛(wèi)生間里，方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)講及開(kāi)門(mén)功能。（4）廚房電視電話分機(jī) 安裝在廚房里，除對(duì)講和開(kāi)門(mén)外，還可收看電視節(jié)目和撥打電話。（5）可視門(mén)鈴安裝在家居門(mén)外墻上，帶攝像頭。按門(mén)鈴后，可與室內(nèi)進(jìn)行對(duì)講通話。（6）液晶觸摸屏 帶LCD顯示界面，夜光指示，多達(dá)100個(gè)操控點(diǎn)?？煞奖阍O(shè)置開(kāi)關(guān)、調(diào)光、場(chǎng)景等功能，具有密碼保護(hù)功能，可遙控。一般安裝在臥室、客廳的墻上。（7）Neo開(kāi)關(guān)面板 可編程控制開(kāi)關(guān)，分2鍵、4鍵和8鍵。兼具場(chǎng)景功能、調(diào)光功能?？膳浼t外遙控器進(jìn)行遙控，安裝在墻上。（8）網(wǎng)絡(luò)冰箱網(wǎng)絡(luò)家電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)功能（

10、通信方式：內(nèi)部PLC、對(duì)外RS485）；上網(wǎng)瀏覽、下載、音樂(lè)播放、拍照遠(yuǎn)傳、音視頻留言；自診斷、故障報(bào)警報(bào)修；食物管理（如牛奶過(guò)期提示）；遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。（9）網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制、視頻監(jiān)視，新洗滌程序下載，留言，自診斷故障和故障自動(dòng)報(bào)警報(bào)修的功能。（10）網(wǎng)絡(luò)微波爐 可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制、烹飪程序下載、自診斷故障、故障自動(dòng)報(bào)警報(bào)修的功能。第二章 智能燈控的實(shí)物仿真2.1 仿真編程 首先，用C語(yǔ)言編一段程序，讓它能夠控制單片機(jī)接口，使單片機(jī)上的小燈按控制進(jìn)行亮和滅，打開(kāi)Keil軟件編程并運(yùn)行如圖2-1所示編程界面、圖2-2所示運(yùn)行界面：圖2-1 運(yùn)用Keil軟件編程界面 圖2-2 運(yùn)用Keil軟件

11、運(yùn)行界面再將編好的程序通過(guò)STC52下載到單片機(jī)里，如圖2-3所示：圖2-3 STC52的操作界面2.2 WIFI模塊的調(diào)試為了測(cè)試串口到WIFI網(wǎng)絡(luò)的通訊轉(zhuǎn)換，我們將模塊的串口與計(jì)算機(jī)連接，WIFI網(wǎng)絡(luò)也和計(jì)算機(jī)建立連接。由于需要同時(shí)具有WIFI和串口的特殊要求，采用臺(tái)式機(jī)（筆記本）加WIFI網(wǎng)卡的形式測(cè)試，如圖2-4所示： 圖2-4 WIFI模塊連接示意圖當(dāng)連接完成后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，先在臺(tái)式機(jī)上插上USB網(wǎng)卡后，安裝驅(qū)動(dòng)。注意只安裝驅(qū)動(dòng)，搜索網(wǎng)絡(luò)。如圖2-5所示的HF-A22X_AP，即是模塊的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)名稱（ssid）。 圖2-5 模塊的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)名稱 最后在進(jìn)行收發(fā)測(cè)試，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置區(qū)選擇TC

12、P Client模式，服務(wù)器IP地址輸入10.10.100.254，為此WIFI模塊默認(rèn)的IP地址，服務(wù)器端口號(hào)8899，為此模塊默認(rèn)監(jiān)聽(tīng)的TCP端口號(hào)，點(diǎn)擊連接建立TCP連接如圖2-6所示進(jìn)行設(shè)置。 圖2-6 WIFI模塊的設(shè)置2.3 仿真的硬件設(shè)置本次設(shè)計(jì)，我們使用USB網(wǎng)卡（如圖2-7），AT89C51(如圖2-8)，USB-232(如圖2-9) 圖2-7 無(wú)線USB網(wǎng)卡 圖2-8 AT89C51模塊圖2-9 USB-232模塊將把編好的程序安裝在手機(jī)上，待所有的軟件調(diào)試完畢之后，將單片機(jī)模塊、WIFI模塊、手機(jī)和電腦相互連通。連接正確的硬件如圖2-10所示。 圖2-10 所示連通的硬件

13、連接通的硬件表現(xiàn)在手機(jī)能夠自由控制任意一個(gè)小燈的亮滅，也就是說(shuō)手機(jī)上的APP選中一個(gè)小燈點(diǎn)一下吸合，小燈的亮起來(lái)。反之，當(dāng)選中任意一個(gè)小燈選斷開(kāi)，小燈滅，同時(shí)也可以使四個(gè)燈同時(shí)都亮起來(lái)。如圖2-11所示手機(jī)的APP操作界面。用手機(jī)APP控制小燈全部亮起來(lái)，如圖2-12所示。圖2-11 手機(jī)APP操作界面 圖2-12 手機(jī)APP控制的小燈全亮第三章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，來(lái)提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，在設(shè)計(jì)的過(guò)程

14、中才發(fā)現(xiàn)了自己有那么多的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故得到了許多新的知識(shí)。通過(guò)組隊(duì)的形式進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到團(tuán)結(jié)就是力量，大家每人出一份力，共同一心，什么問(wèn)題都可以迎刃而解！在實(shí)際電路方案的分析比較中，隊(duì)伍里的每一個(gè)人都認(rèn)真地去上網(wǎng)或翻閱資料，提出幾種實(shí)際的方案，然后大家再在一起進(jìn)行討論和對(duì)比，最終集體商討選出最佳的結(jié)果，大家都是團(tuán)結(jié)一心，共同完成任務(wù)的。這使得我們大家都初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。在制作的過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)合作的精神使得我深受鼓勵(lì)和感動(dòng)。當(dāng)各自遇上不懂的問(wèn)題時(shí)可以請(qǐng)教隊(duì)伍里的伙伴幫助解

15、決，要是碰上大家都不懂的時(shí)候，我們就會(huì)就一起學(xué)習(xí)、一起討論，并且需要的時(shí)候還會(huì)請(qǐng)來(lái)老師為我們指導(dǎo)，最終解決我們的問(wèn)題。在這種互幫互助的精神氛圍里，使得我們隊(duì)伍里的每一位同學(xué)都從這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到不少自己遺漏或疏忽的理論知識(shí)，并且還提高了隊(duì)伍里的每一位同學(xué)的解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)合作的能力，更加重要的是加深和鞏固了我們同學(xué)們之間的友誼之情！生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類(lèi)生存生活永恒不變的話題。通過(guò)實(shí)習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在xxx和xx老師的精心指導(dǎo)下，終于迎逆而解。同時(shí)，在xxx和xx老師的身上我

16、學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我表示感謝！ 參考文獻(xiàn)1肖慧彬.物聯(lián)網(wǎng)中企業(yè)信息交互中間件技術(shù)開(kāi)發(fā)研究.北京：北方工業(yè)大學(xué)， 2趙瑞芬.關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)智能家居的初探.J.科技信息20103周洪波物聯(lián)網(wǎng)：技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式電子工業(yè)出版社.2010.7 4胡漢輝傳感器技術(shù)及應(yīng)用科學(xué)出版社.2009.25王龍現(xiàn)代無(wú)線傳感網(wǎng)概論冶金工業(yè)出版社.2011.86趙軍輝射頻識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社.2008.77王永華等現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及應(yīng)用教程機(jī)械工業(yè)出版社.2007.1附 錄#include <reg51.h>#include <stdio.h>#define uchar unsi

17、gned char#define uint unsigned int #define ON 0;#define OFF 1;sbit lamp1 = P00;sbit lamp2 = P01;sbit lamp3 = P02;sbit lamp4 = P03;uchar Arraydata8=0x00;uchar Senddata8;uchar flag=0;uchar countT=0; /uchar countR=0; /計(jì)數(shù)變量-void delay1ms(uint w) /1ms延時(shí)uint i,j;for(i=0;i<w;i+);for (j=0;j<120;j+);-v

18、oid main()SCON=0x50;TMOD=0x20;TH1=0xFD;TL1=0xFD;TR1=1;ES = 1;EA = 1; while(1) Senddata0=0x22&0x33;Senddata1=0x00;Senddata2=0x00;if(Arraydata3 = 0x02)lamp1 = ON;Senddata3=0x02; else if (Arraydata3 = 0x01) lamp1 = OFF; Senddata3=0x01; else if (Arraydata3 = 0x00) Senddata3=0x00;if(Arraydata4 = 0x02)lamp2 = ON;Senddata4=0x02; else if (Arraydata4 = 0x01) lamp2 = OFF; Senddata4=0x01; else