智能開關(guān)(硬件)設(shè)計(jì)

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1、題目：智能開關(guān)(硬件)設(shè)計(jì)院(系)：光電工程學(xué)院專業(yè)：光電信息工程班級(jí)：班學(xué)生：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2015年6月本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)附件題目：智能開關(guān)(硬件)設(shè)計(jì)院(系)：光電工程學(xué)院專業(yè)：光電信息工程班級(jí)：班學(xué)生：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2015年6月目錄附件1西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告附件2西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告檢查表附件3西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告附件4西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告檢查表附件5西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)分表附件6西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)分表附件7西安工業(yè)大

2、學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯暨綜合評(píng)分表附件1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目：智能開關(guān)（硬件）設(shè)計(jì)院（系）光電工程學(xué)院專業(yè)光電信息工程班級(jí)姓名董平學(xué)號(hào)導(dǎo)師陳靖2015年3月10日1.題目背景和國(guó)內(nèi)外研究情況1.1研究背景智能家居又稱智能住宅，在國(guó)外常用SmartHome表示。智能家居可以定義為一個(gè)目標(biāo)或者一個(gè)系統(tǒng)。智能家居一般是以住宅為基礎(chǔ)平臺(tái)，綜合建筑裝潢、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化等技術(shù)，將系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理集成為一體的高效、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。該項(xiàng)技術(shù)最早在20世紀(jì)80年代興起于日本和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，而該技術(shù)直到20世紀(jì)

3、90年代才進(jìn)入我國(guó)，現(xiàn)在特別是美國(guó)、日本、韓國(guó)這些電子產(chǎn)品先進(jìn)的國(guó)家應(yīng)用比較普遍，并且非常受歡迎。隨著近年我國(guó)科技快速發(fā)展，特別是住宅產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來，人們對(duì)居住環(huán)境智能化、舒適程度等要求會(huì)越來越高，智能家居在國(guó)內(nèi)也引起越來越多的關(guān)注，這給智能家居的發(fā)展提供了很大的市場(chǎng)空間。本項(xiàng)目只是智能家居系統(tǒng)的一部分，主要包括針對(duì)電飯煲、飲水機(jī)、浴室加熱器等在無人時(shí)若打開會(huì)浪費(fèi)能源也不利于健康，關(guān)閉后在主人回家時(shí)又不方便，浪費(fèi)時(shí)間及夜間主人對(duì)室內(nèi)各個(gè)房間照明燈開關(guān)、照明亮度等控制的不方便。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)智能家居在國(guó)外已獲得長(zhǎng)足發(fā)展。自世界上

4、第一幢智能建筑于1984年在美國(guó)康涅狄格州出現(xiàn)后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)先后提出了各種智能家居方案。目前，智能家居系統(tǒng)已從開始時(shí)的以PC為控制中心逐漸轉(zhuǎn)向以嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)為核心的嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域。在國(guó)內(nèi)開發(fā)智能家居的公司中，在家庭內(nèi)部組網(wǎng)中多采用有線方式（如X-10）,基于無線通信的也多是自己設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單協(xié)議，并沒有采用比較成熟的適用于智能家居的協(xié)議。而且都是些簡(jiǎn)單的多個(gè)開關(guān)集一體，很少有定時(shí)和調(diào)控功能。2．本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1本課題研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目只是智能家居

5、系統(tǒng)的一部分。主要是針對(duì)現(xiàn)一些家電，如電飯煲、飲水機(jī)、浴室加熱器等設(shè)備在無人的狀態(tài)下無法智能關(guān)閉，不僅浪費(fèi)能源，而且長(zhǎng)時(shí)間加熱的水質(zhì)也不利于人體健康，而在關(guān)閉后，當(dāng)需要使用時(shí)又不能及時(shí)供應(yīng)，浪費(fèi)時(shí)間等和各個(gè)環(huán)境對(duì)照明亮度需求不同等問題，計(jì)劃用時(shí)鐘單元和光敏原件來解決以上問題。2.2本課題研究方案本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案大體主要包括鍵盤輸入、控制開關(guān)、處理器、顯示器、存儲(chǔ)器和電源等部件。鍵盤控制主要是用于時(shí)間設(shè)定、調(diào)節(jié)和時(shí)間定時(shí)等輸入及手動(dòng)控制啟動(dòng)、復(fù)位、結(jié)束等指令。處理器用于接收鍵盤各指令、存儲(chǔ)器之間聯(lián)系、信號(hào)的處理及把指令傳輸至存儲(chǔ)器控、制

6、開關(guān)、顯示器和指示燈等，依據(jù)以上用途我們有msp430、stm32和51單片機(jī)等可供選擇。指示燈主要用于各個(gè)控制開關(guān)啟動(dòng)、結(jié)束的指示，計(jì)劃使用LED燈。顯示器主要用于定時(shí)、調(diào)試顯示，計(jì)劃使用LCD。電源接計(jì)劃使用共陽極+5V。圖1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工3.1本課題的重點(diǎn)及難點(diǎn)1.合理地選取各個(gè)原件，以達(dá)到既滿足通訊要求又要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本最小化。2.居家電燈智能亮度控制及電路設(shè)計(jì)等問題。3.與時(shí)間單元和控制單元接口的預(yù)留問題。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題總的功能就不能實(shí)現(xiàn)，所以解決各個(gè)單元之間的配合也是本課題

7、的一個(gè)難點(diǎn)。4.如何選擇合適的器件以及外圍電路的設(shè)計(jì)，難點(diǎn)在于各個(gè)模塊之間的配合。3.2前期已開展工作1.系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了通信及電路方面的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)各個(gè)原件及電路設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了詳細(xì)的復(fù)習(xí)。2.收集相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)現(xiàn)如今各種主流的采集部分（傳感器），處理器部分（單片機(jī)），控制部分（開關(guān)）別進(jìn)行了詳盡的了解，明白了它們各自使用上的利與弊。3.電路設(shè)計(jì)方面知識(shí)的學(xué)習(xí)，以及相關(guān)軟件操作的學(xué)習(xí)（包括畫PCB板軟件AltiumDesigner的熟練操作）。4.對(duì)常見接口進(jìn)行了細(xì)致學(xué)習(xí)，并分別做實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，加深對(duì)技術(shù)的理解。4.完成本課題的工作方

8、案及進(jìn)度計(jì)劃第一至第二周：查閱資料,儲(chǔ)備相關(guān)知識(shí),寫開題報(bào)告。第二周：認(rèn)真準(zhǔn)備開題答辯。第四周：系統(tǒng)分析,確立方案。第五周：進(jìn)行整體設(shè)計(jì)規(guī)劃。第六周：針對(duì)整體設(shè)計(jì)所需材料進(jìn)行篩選。第七周：進(jìn)行各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，并制作具體電