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基于STM32的智能家居管理系统的研究与设计

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摘要：传统智能家居系统主要在于家用电器设备、窗帘、用电管理系统等的控制与应用、随着社会的进步，对智能家居系统提出了幼儿监护、家庭财产安全保护、智能娱乐影音系统等诸多更高的需求。基于此，本次设计完成一款模拟智能家居系统，采用高速低功耗STM32单片机，远程控制采用蓝牙通信，设计手机App实现远程智能控制并创新性设计有人体红外监测、烟雾报警、娱乐音乐播放等功能，更好地实现了智能化管理。

关键词：STM32单片机;智能家居系统;蓝牙通信;人体红外监测

中图分类号：TP334.3 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）20-0223-03

Research and Design of Smart Home Management System Based on STM 32

XIAO Su-hua

（College of Automation， Central South University， zhuzhou 412001， China）

Abstract： The traditional smart home system mainly lies in the control and application of household electrical equipment， curtains.electricity management system， etc. with the progress of society， it puts forward many higher requirements for the smart home sys-tem. such as child care， family property security protection， intelligent entertainment audio-visual system， etc. Based on this. thisdesign completed a simulation smart home system， using high-speed and low-power STM32 single-chip microcomputer. remotecontrol using Bluetooth communication， design moLile app to realize remote intelligent control. and innovative design has human in-frared monitoring， smoke alarm. entertainment music playback and other functions. to better achieve intelligent management.

Key words： STM32 single chip microcomputer; smart home system; Bluetooth communication; human infrared monitoring

当今社会随着科学技术的不断发展和物质生活水平的不断提高，人们对家居生活环境要求也越来越高，并且伴随着我国老龄化过程的发展、幼儿在家监护的需求，以及人们对家庭财产安全的担忧，使得智能家居系统的需求越来越多。同时对于智能家居系统的具体需求也在发生着不断的变化。针对这种现状，本次设计拟完成一款模拟智能家居系统，该系统采用ST意法半导体公司生产的STM32单片机，它具有速度快、低功耗、资源丰富等优点。远程控制采用是蓝牙通信的方式，用户只需打开手机蓝牙，用手机App即可实现远程控制家居设备。

1整体方案设计

本装置由STM32F103VET6、蓝牙模块、App显示与控制模块、信号采集模块、液晶显示模块、矩阵键盘等多个模块组成，其总体框图如图1所示。

2硬件电路设计

根据本系统的设计，硬件的改进部分相对较多，在硬件设计中主要包括娱乐音乐播放模块、烟雾传感器检测模块、温湿度检测模块、蓝牙模块、显示模块及相关辅助模块。

2.1音乐播放模块

音乐播放模块的具体电路没计如图2所示，本系统采用的MP3音乐播放模块为DFPlayer Mini。用户可白行通过读卡器写入音乐至TF卡，然后通过本系统播放你喜爱的音乐，并支持上一曲、下一曲切换，及音量的调节（支持6级）。

2.2烟雾传感器模块

烟雾采集选用MQ-2烟雾传感器，具有良好的重复性和长期的稳定性。为了电阻和电压输出准确，使用之前需要对其进行预热处理。

具体的电路图如图3所示。

2.3温湿度传感器模块

温湿度采集选用DHT11温湿度传感器，该传感器数据输出的是未编码的二进制数据。数据（湿度、温度、整数、小数）之间应该分开处理。例如，某次从DHT11读到的数据如图4所示。

由以上数据就可得到湿度和溫度的值，计算方法：

湿度=byte4.byte3= 45.0（%RH）。

温度=byte2. byte1= 28.0（℃）。

校验= byte4+ byte3+ bvte2+bytel。=73（=湿度+温度）（校验正确）。

具体的电路原理图如图5所示。

2.4蓝牙模块

蓝牙模块的具体电路原理图如图6所示。

本系统采用的DX-BT05 4.0蓝牙模块，遵循V4.0 BLE蓝牙规范，最高传输速率可达3K Bytes/杪，传输距离超过20米。

2.5液晶显示模块

深圳勤创嘉12864显示屏所用的控制器为ST7920，支持串口与并口两种驱动方式。由于本系统设计所用STM32引脚有限，加之并口模式IO口占有较多，对屏幕刷新率，即速度要求不高，因此本次系统没计采用串口驱动方式（PSB脚接GND），原理图如图7所示。

3软件设计

本没计的主控部分软件没计流程图如图8所示。开始后对各模块进行初始化处理，然后读取Flasf中的数据，进入主界面后，根据判断是否有健被按下或蓝牙是否读取到了数据，进行相应的操作。

4实验测试

根据设计要求，完成测试，相关功能测试结果如图9所示。其中主要包括主菜单，其中可以查看所有家具的当前状态，而且可以通过点开后，设置需要家具的使用状态，此外还可以查看当前的环境状态，包含温度、湿度、烟雾和光强度等，同时，可以查看音乐播放情况，可以通过超声波测量相关距离，还有WiFi的和蓝牙的连接状态等。现实的效果图如图10所示。

5结论

经过软硬件的设计和反复实验，该装置除了简单等时间、日期和星期等显示外，还可以实现家用电器的远程控制，可以监控家具环境状态，包括温度、湿度、光强度、烟雾指数等，此外可以实现蓝牙连网、人体红外监测、烟雾报警、娱乐音乐播放功能，可以为正式等智能家具系统等设计提供很好等借鉴。

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【通联编辑：梁书】

收稿日期：2020-03-24

作者简介：肖素华（1983-），男，硕士，讲师、工程师，主要研究方向：计算机网络、系统集成、教育信息化。

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