一、项目概述

1.项目目的

提升家居生活的便利性和舒适度，提高家庭安全性实现能源的智能管理和节约，个性化和智能化的用户体验探索智能家居市场商机研究和推动智能技术的发展。

2.项目背景

随着物联网、人工智能、云计算等技术的不断发展和普及，智能家居的实现变得更加可行和成本效益更高。这些技术的进步为智能家居项目提供了技术支持。智能家居技术和设备的发展源于对家居生活智能化的不断需求增加。人们希望通过科技手段提升家居生活的便利性、舒适度和安全性，从而促进智能家居产业的发展。

3.项目意义

提升生活品质，创造更加舒适、安全和智能化的居住环境。节约能源和资源，通过智能化的能源监测和控制，家庭能够更有效地利用能源，减少能源浪费，达到节能减排的目标。提高家庭安全性，推动智能技术发展，促进产业发展和就业机会，提高城市智能化水平。

二、项目设计

1.设计思路

Vulcan主板通过串口连接其中一块IOT_SubDev板（连接传感器和执行器），和通信器，以及液晶屏组成本地主机。主机与Android服务端之间采用TCP/IP协议通信

（1）主机的Wi-Fi配置为TCP_Server，PC服务器（android服务端）为TCP_Client。

（2）检测到有人进入房间，触发蜂鸣器报警，并将报警信息上传到Android服务端和本地主机的显示屏上。

（3）采集室内温湿度、光照强度、CO2浓度、PM2.5等上传到Android服务端和本地主机的显示屏上。

（4）对于温度设定上限或者下限值，控制风扇的启动和停止。

（5）监测玻璃的振动模拟扒窃行为发出报警信息，并将报警信息上传到Android服务端和本地主机的显示屏上。

（6）通过Android服务端可控制执行器的继电器（模拟灯控开关和用电设备开关）和风扇的状态。

（7）扩展N个地点的温湿度信息如卧室、客厅、厨房、浴室等上传到

Android服务端和本地主机的显示屏上（主机与从机之间使用基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议ZigBee），Android服务端同样可控制N个地点的继电器和风扇状态。

（8）根据所需功能规划IOT_SubDev，绘制原理图和PCB板，PCB板制作、焊接调试。

附加功能：

（A1）对于环境不同的温差设置直流电机不同的转动速度。

（A2）主机可通过连接RFID，配合执行器（步进电机）完成门禁系统，

用户门禁卡识别与开关锁；

2.模块功能介绍

①.WIFI模块

WIFI模块采用的是，USR-WIF1232-B2模组，USR-WIF1232-B2模组是一款一体化的802.11 b//n的模组，通过该模组，传统的口设备或MCU控制的设备可以很方便的接入WIF1无线网络，从而实现物联网络控制与管理。用户无需关心具体细节，模块内部完成协议转换，通过简单设置即可实现串口与WIFI之间数据的双向透传。USR-WIF1232-B2采用业内工业级高性能嵌入式结构，并针对智能家具，智能电网，手持设备，个人医疗，工业控制等这些数据传输领域的应用，做了专业的优化。USR-WIF1232-B2作为热点可以同时容纳24个WIFI客户端同时接入，也可同时容纳24个TCP客户端。

②Zigbee模块

使用E180-Z5812SX是成都亿佰特基于TELINKTLSR8258无线SOC设计生产的一款小体积、低功耗、高可靠性、工作在2.4GHz 频段的ZIGBEE 模块,芯片自带高达48Mhz的32位高性能MCU发射功率最高可达到12dBm其最低周期休眠电流2uA。GPIO控制:本地/远程的 GPIO 电平控制，2个10可选择

PWM 控制:本地/远程的PWM控制，4路PWM 通道供用户选择;ADC控制:本地远程的ADC读取，3路ADC通道供用户选择(包括电源电压检测)模块复位:用户可通过串口命令对模块进行复位操作。

③温湿度传感器

温湿度传感器采用了SHT30-DIS，是由瑞士Sensirion公司设计生产的。该传感器建立在全新和优化的CMOSens®芯片之上，进一步提高了产品可靠性和精度规格。SHT30提供了一系列新功能，如增强信号处理、两个独特和用户可选I2C地址、一个可编程温湿度极限的报警模式，以及高达1 MHz的通信速度。

④光照传感器

光照传感器采用了OPT3001，是由美国德州仪器（TI）公司设计生产的。OPT3001是一款可如人眼测量光强的单芯片照度计。OPT3001器件兼具精密的频谱响应和较强的IR阻隔功能，因此能如人眼般准确测量光强，且不受光源影响，测量范围可达0.01lux至83klux，且内置有满量程设置功能，无需手动选择满量程范围。

   

⑤CO2传感器

CO2传感器采用了MIH-Z19B二氧化碳气体传感器(以下简称传感器)是一个通用智能小型传感器，利用非色散红外(NDIR)原理对空气中存在的CO2进行探测，具有很好的选择性、无氧气依赖性、寿命长等特点;内置温度补偿;同时具有串口输出、模拟输出及PWM输出，方便使用。该传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与精密光路设计、精良电路设计紧密结合而制作出的高性能传感器。

  

3.模块结构图

4.模块流程图

三、详细设计

1.整体结构图

2.通信方案

通信技术：WIFI通过串口一和上危机进行通信，上传传感器数据。

主从机信息通过Zigbee模块利用串口2以及大小端口转化传输数据。

四、实现方案

1.检测到有人进入房间触发蜂鸣器报警

2.检测到有人扒窃时发生报警

3.设定温度超过30℃时，开启风扇。

4.通过Android服务端可控制执行器的继电器（模拟灯控开关和用电设备开关）和风扇的状态。

判断风扇

判断电机

判断继电器

5.主从机通信，显示卧室，客厅，厨房，浴室的温湿度。

6.RFID

首先寻卡，寻卡后再进行读卡，然后将其存储在数组中与之比较，即可通过标志位判断点击的开启和关闭

五、作品展示

1.APP界面展示

2.LCD界面显示

3.视频展示

LCD视频

APP视频