基于物联网的智能卧室系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

智能家居控制系统广泛应用高新科技手段,让用户有更方便的手段来管理家庭设备,拥有一个安全,舒适,节能和便捷的家居环境。智能家居控制系统结合计算机技术,自动化技术,嵌入式软硬件技术,无线通信技术于一体,实现在家中近距离或远程控制家中设备,如:安防门禁系统,家庭内部气体,温度的监控,以及实现多媒体娱乐互动平台,Internet连接等功能。现如今我国智能家居控制系统正处于高速发展阶段,市场前景广阔。由此可见,智能家居控制系统的学习与研究有非常重要的意义。

本课题旨在研究与设计一套基于物联网的智能卧室系统，采用单片机作为核心控制器,通过WiFi无线网络传输技术作为系统设备的通信方式,完成对卧室的安防门禁、温度和灯光的远程控制。该设计成本低，具有一定的实用性。

2. 课题关键问题和重难点

需要解决的关键问题如下：

(1) 寻找合适的传感器。传感器是整个物联网智能卧室的首要环节，同时也是系统的关键部件。它的灵敏度、测量范围等都会影响所测得的数据的准确性，而数据的准确性是整个系统的基础。因此一定要根据要求选择合适的温湿度、烟雾传感器。

(2) 选择合适的单片机。单片机系统应该具有可靠性、操作维护方便、性价比高等特点，否则项目带来的经济价值和现实意义就会很微小。

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着科技的进步以及生活水平的提高，门禁技术在日常的生活与工作中日趋重要，为家宅、学校、工厂等场所提供安全保障. 在日益复杂的社会环境里，传统的门禁已无法满足人们的需求，在许多公共场所机械门锁几乎被门禁系统所取代，例如酒店，由于钥匙管理起来很麻烦，也容易丢失，一旦丢失或者服务人员替换就需要将钥匙与锁一起换了，这样既费时又费力，相比之下，门禁系统就方便、快捷、安全许多. 然而，现有的一些门禁系统存在实时性差、不能远程控制的问题，针对这一问题，本文设计了基于互联网的门禁系统，通过上位机对终端门禁进行远程控制，实时更新进出门信息，设计克服了现有门禁系统短距离控制的缺陷，做到对进出口的实时监测，提高门禁系统的安全性，将监测与控制集为一体.

因安全问题越来越突出，人们对新型楼宇安保系统的要求也越来越高。由闭路电视、报警器，以及一些门锁、防盗窗、防盗门和保安人员等组成的传统的楼宇保安系统，已经远远不能满足人们的安全需求，智能门禁系统由此产生。智能门禁系统的功能是管理楼宇中的重要通道。在人流量较大的门口、电梯等重要场所安装控制装置，比如键盘和读卡器等，只有持卡并且能正确输入密码的人员才能够进入，安全性显著增强。作为智能门禁系统中的“骨干”，基于单片机和射频识别( Ｒfid) 技术的门禁系统因其安全性高和便于内部管理的优点，在一些技术成熟的国家，射频识别技术在科研、工业、酒店、博物馆、银行、监狱、医疗监护等领域的应用已经相当广泛。我国在射频领域的研究起步较晚，与西方国家有一定的差距，因此，加快射频技术的研究和开发尤为必要。以前的接触式ic 卡或磁卡，读写速度慢，易受损，工作寿命短，容易出现接触性故障等问题，可靠性和使用的方便性都得不到保证。射频卡技术的出现很好的解决了这些问题，射频卡是非接触式ic( 集成电路)卡，读写速度快，寿命长，可靠性高，低功耗，使用方便。鉴于此，设计了一款基于rfid技术的智能门禁系统，系统具有安全、用户使用方便、便于管理、成本低廉等优点。

物联网是继计算机技术、互联网与移动通信技术之后的第三次信息产业浪潮。智能家居为现代家庭提升了便利性、舒适性、安全性，并且智能家居的应用使生活更加节能环保。基于物联网的智能家居，表现为利用各种信息传感设备，通过传感器网络将与家居生活相关的各独立子系统整合在一起，并通过互联网连接起来。

4. 研究方案

基于物联网的智能卧室系统可以通过不同传感器来感知卧室的环境信息，来做出不同的响应，来应对不同意外情况。本系统通过mq-2烟雾传感器、dht11温湿度检测传感器、rfid刷卡设备、报警设备以及物联网设备来监控并且营造一个舒适的室内环境。其中，温湿度传感器和控温设备实现室内温度和湿度的控制，来营造一个舒适的室内环境；传感器和报警设备，实现室内危险气体和烟雾的测量，除此以外，传感器所接收到的数据都会通过物联网平台传输到客户端，供客户远程查看；刷卡设备则是让用户能确保个人隐私。

本次设计是以单片机作为核心的智能控制系统，包括ad转换、stm32单片机、dht11温湿度检测、提前报警、物联网平台显示、软件系统等部分的设计。基于物联网的智能卧室系统通过adc转换读取电压值，并计算出温度、湿度、烟雾浓度等多项室内数据，并通过物联网平台传输到客户端，供用户在线查看，同时，传感器获得的数据也会通过软件系统在本地显示，即通过对oled屏进行编码，然后将获得的数据编码成对应的格式，来点亮oled屏，将其采集到的数据显示出来。另外，本系统还设置了屋内报警设置，来提醒用户室内的空气情况：烟雾传感器工作时，检测室内烟雾等有害气的浓度，当检测值达到阈值时，蜂鸣器工作发出报警声，来提醒用户正处于危险情况，令其有充足的时间撤回到安全环境；同时，单片机发出信号让sg90舵机工作将窗户打开通风，降低室内有害气的浓度。

基于物联网的智能卧室系统的门禁系统是运用了rfid-mfrc522芯片。rfid系统由阅读器、电子标签、数据管理系统三部分组成，阅读器是将标签中的信息读出，或将标签所需要存储的信息写入标签的装置，根据使用的结构和技术的不同，阅读器可以是读/写装置，是rfid系统信息控制和处理中心。刷卡打开门禁时，首先对卡片信息进行预输入，然后通过软件系统来识别、确认卡片信息，之后在发送命令到舵机，转动打开门锁。

5. 工作计划

第1周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料

第2周 阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；

第3周 参阅有关资料，确定各类检测器件，主控芯片，显示器件，电机，分析信号输入电路工作原理；设计系统组成原理框图；