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目 录

1 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2 国内外现状 1

1.3主要研究内容 2

2 系统方案设计 2

2.1 系统设计任务 2

2.2 系统设计框图 3

3 开发方法的选择与论证 3

3.1 开发平台的选择和论证 3

3.2通讯协议的选择与论证 4

3.3温湿度检测电路的选择与论证 5

3.4.硬件电路设计 6

3.4.1 STM32最小系统设计 6

3.4.2 红外发射与接收电路 7

3.4.3 ESP32最小系统 9

3.4.4 BME280温湿度传感器 12

3.4.5 RGB控制电路 12

3.4.6 人体红外传感器HC-SR501 13

3.4.7 微孔雾化片 14

第四章 系统程序设计 14

4.1软件开发环境简介 14

4.2软件设计流程图 15

4.3 程序功能简介 16

4.3.1 esp32程序源码 16

4.3.2空调红外编码 17

第五章 Android 客户端的设计与实现 18

5.1 IDE选择与开发环境搭建 18

5.2 Android项目结构 18

5.3 Android 客户端的组成和实现 20

5.3.1 界面设计 20

5.3.2 UDP通信 20

5.3.3 交互设计 21

第六章 总结与展望 21

6.1总结 21

6.2展望 22

参考文献 22

致谢 23

基于ESP32的家居物联网设计

孙芹芹

，China

Abstract:Today, mobile communication has experienced four generations of development. Smartphones have completely subverted the way we work,study,socialize, and entertain. This article is based on ESP32, with STM32 as the core control chip and designs an IoT control system that can be compatible with ordinary household appliances, including ESP32 module, infrared encoding circuit,Android mobile phone APP, BME280 temperature and humidity sensor, RGB light adjustable circuit, The human body infrared sensor and the microporous atomization chip module.It can send the temperature and humidity to the mobile phone APP through the ESP32, and realize the control of the Internet of Things,lighting, and humidifier's Internet of Things.It can achieve the control of the mobile phone networking without upgrading the traditional home appliances and simple automated task settings.

Key words:

STM32;Smart home;Android client;esp32;wireless communication

1 绪论

1.1研究背景及意义

在20世纪80年代后期，美国出现第一幢智能建筑后，美德英日等发达国家先后提出了多种智能家居方案^[1]。在上述这些国家以及澳大利亚、西班牙、加拿大等国智能家居被广泛应用到生活。在中国，智能家居行业直到90年代后期才逐步开始发展^[2]。21世纪初，经由广播、电视、报纸杂志等各类媒体大力宣传，智能家居的概念在中国被广泛传播^[3]。多数城镇居民开始了解智能家居这个新概念。一些科研机构和技术型的科技公司密切关注着科技发展趋势和市场动向，他们已经意识到这个行业的前景广阔，知道这是个必然的趋势，开始着力对研发智能家居系统和智能产品进行初期的部署和规划。伴随居民生活质量的改善和科学技术的成熟，以及空前的房地产行业浪潮，智能家居高调且迅速地进入大众的视野中^[4]……

由于智能手机功能逐渐完善，移动终端与家用电器的连接更为紧密，并且人工智能发展有了显著的成效，不仅使家电更加智能，也让用户的产品体验更加细致友好。国内目前已为智能家居行业提供了更好的成长环境，媒体及民众对智能家居行业未来发展持积极态度，政府也在大力支持物物相连的生态环境并且致力于统一物联网相关标准，将会有更多的用户倾向使用智能家居^[5]，推动这个行业成熟的同时智能家居也将为消费者的生活带来不一样的体验。

1.2 国内外现状

2014 年美国一家主打智能家居产品的公司NEST被谷歌32亿美元收购 。这证明了谷歌早已瞄准了智能家居市场并做出了实际行动。他们认为，搭载安卓系统的智能手机将会成为未来智能家居系统的控制核心。谷歌收购NEST公司之后，苹果立刻下架了公司旗下的智能家居产品并推出了自主研发的智能家居控制平台HomeKit，让苹果用户通过移动终端控制家中的家用电器和智能设备。2014年底，亚马逊官网出现了一款家用智能音箱，其被命名为Amazon Echo。整个过程没有发布会没有广告宣传十分低调，直至2016年Echo销售量接近市面上所有智能音箱的一半。它能够成功的原因概括来说有三点：所有与用户的交互行为以语音控制为中心；将产品定位为家用设备，确定消费人群；允许第三方服务接入系统，全面提升用户体验。2016年谷歌推出了自主研发的Google Home智能音箱。今年，智能家居市场规模已达到数万亿，相关调查结果表明，到2021年市场规模将扩大至1950亿美元。由此科技巨头们对于争夺智能家居市场更为激烈，并且不再以语音识别技术和智能音箱为中心，而是全面覆盖家用设备自动化开启人工智能新时代。

反观国内，三年的致力发展，智能家居行业不再处于概念普及阶段，但是因为国内发展迟缓，智能家居普及度不够高，很多消费者只是听说过智能家居而不没有真正的接触使用。据调查数据显示，85%以上的居民表示只是听过智能家居，至于其中包含哪些设备，具备哪些功能却不知。这也是为什么智能家居自身定位很尴尬。自从行业进入大众视野，并没有统一标准明确智能家居能为消费者带了什么样的服务，能满足消费者怎样的需求。导致消费者对智能家居并没有明确的认知。

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