论文总字数：30601字

摘 要

关键词： 5

Abstract 6

Key words: 6

第一章 绪论 7

1.1课题研究的背景和意义 7

1.1.1 课题研究的背景 7

1.1.2课题研究的意义 7

1.2智能家居国内外发展现状 8

1.2.1 国外研究现状 8

1.2.2 国内研究现状 8

1.2.3 存在的问题及解决方法 9

1.3 本课题的研究的内容及目的 9

1.3.1 本课题研究的内容 9

1.3.2 本课题研究的目的 9

1.4 课题研究遇到的问题及难点 10

1.5 本章小结 10

第二章 开发平台及应用 11

2.1 Arduino平台 11

2.1.1 Arduino简介 11

2.1.2 Arduino的出现 11

2.1.3 Arduino的应用 12

2.1.4 Arduino开发环境搭建 17

2.2 Android平台 18

2.2.1 Android简介 18

2.2.2 Android的应用 18

2.2.3 Android开发环境搭建 18

2.3 本章小结 19

第三章 系统结构分析 20

3.1系统结构组成 20

3.2系统的基本功能 21

3.3系统的工作流程 21

3.4 本章小结 23

第四章 硬件设计 24

4.1 核心模块 24

4.1.1 Arduino UNO 24

4.1.2 蓝牙模块 25

4.2 语音模块 26

4.2.1 语音识别模块 26

4.2.2 语音播放模块 27

4.3 家居模块 27

4.4 检测模块 28

4.4.1 温湿度传感器 28

4.4.2 光强传感器 28

4.5 外围电路 29

4.6 本章小结 29

第五章 程序设计 30

5.1 APP程序设计 30

5.2 Arduino主程序设计 30

5.3 本章小结 39

第六章 总结 40

6.1 系统总体效果图 40

6.2 app客户端效果图 41

6.3 系统实现的功能 42

6.4 不足及改进之处 43

6.5 展望 43

6.6 本章小结 43

致 谢 44

参考文献 45

基于Arduino开发的智能家居管控系统设计

02012133 李寅

指导教师 吴闻宇 薛澄岐

摘要

智能家居是符合未来需要的一种潮流。经过需求分析和研究，对多种软硬件开发平台进行对比后发现，Arduino 平台和 Android 平台非常容易结合在一起，而且完全符合当今物联网结合的潮流，因此，本文基于 Arduino和Android这两大平台进行设计开发智能家居管控系统。其中，利用 Arduino 平台进行硬件电路的搭建和控制程序的设计，利用 Android 平台开发手机app客户端进行控制和显示。

本系统以Arduino UNO单片机为核心，通过A/D采集室内环境传感器的信息，并进行处理和分析，实现家居环境信息的智能采集；使用蓝牙模块，通过安卓客户端使用蓝牙协议进行连接，实现室内家电的智能开关；通过安卓客户端使用蓝牙协议获取室内环境数据并传输到安卓客户端，实现室内环境的实时智能检测；还可以通过语音实时获取室内环境信息并智能控制室内家电。本设计把传统的手动机械控制变成了语音控制和智能手机控制，效率很高，使用便捷，可控性非常好。

关键词：智能家居， Arduino，Android，蓝牙

Design of intelligent home control system based on Arduino

02012133 Li Yin

Supervised by WuWenyu XueChengqi

Abstract

Smart home is a fashion which fits the future needs. After analyzing the requirements and comparing the platforms of software and hardware, it is found that the combination of Arduino platform and Android platform is easier and more suitable for the trends of The Internet of Things. Therefore, this thesis aims to design and develop the home control system based on the two big platforms. The setups of hardware are based on Arduino platform while the mobile app clients are based on Android platform.

The whole system uses Arduino UNO micro-controller as its core. It can intelligently collect the information of the home environment by analyzing and processing the information collected from the A / D acquisition indoor environmental sensor; control all the home appliances and detect the home environment at any time by using Bluetooth module. What’s more, it can also obtain the information of the home environment and control the home appliances at any time using voice control. The design in this thesis changes the traditional manual mechanical control into voice control and Smartphone control, it is not only of high efficience but also of great controllability.

Key words: Smart home, Arduino, Android, Bluetooth

基于Arduino开发的智能家居管控系统设计

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1 课题研究的背景

随着计算机技术、自动化技术和网络通信技术的快速发展。人们的工作方式得到了极大的改变，在这样的背景下，人们开始关注自己的生活环境。更加注重家居环境的安全性、舒适性和便捷性。如何有效地在家庭环境中形成家庭信息网络，将各种家用电器组合成一个有机整体，并通过它集中或远程智能控制和管理的能力，更好地为人们提供一个集家庭环境、

网络化、智能化的新住宅。这产生了一个非常有吸引力的市场：智能家居系统。在计算机技术、智能控制技术、通信技术和移动终端系统快速发展的同时，人们的生活水平也不断提高，由此新兴的智能家居系统受到人们越来越多的关注。与此同时，苹果、谷歌等各大互联网公司加快了智能家居产品的推广进程，对未来智能家居系统有着广泛的应用前景^{[1][10][12][17]}。智能家居是受到互联网的影响应运而出的东西。智能家居通过用网络技术将各种设备（如家电、安防等功能）智能地联系在一起，将他们整合在一起，实现未来家居中家电、网络、安防等功能的集合^{[2][14][16][19]}，为用户提供了温馨舒适、安全便捷的生活条件，满足了信息时代人们对高品质生活的追求。

1.1.2课题研究的意义

智能家居是近几年以来兴起的一个新的产业，受到了人们越来越多的关注和兴趣。智能家居成为了一个国家经济和科技水平的体现，也代表了人们对未来家居的追求。但是，目前的智能家居产品多数依赖有线通信技术，与当前形势无线技术飞速发展的事实相矛盾，同时价格昂贵且定位不准确，也很难满足人们的需求。同时智能家居技术在我国还处于发展萌芽期，在智能家居这一行业并没有明确的技术标准，大家研发的产品也是参差不齐，导致智能家居的发展停滞不前。随着科学技术的发展，还有人们对更加舒适便捷生活的追求，我们对于智能家居系统有了更高的要求和想法^{[3][15][18][20]}。目前，智能家居中的控制系统管理设备以及相互联系上仍存在不少问题，不能达到智能便捷的目的。与此同时，人们对智能家居系统的操作便捷化与人工智能化也有了更多要求，开发一套安全、便捷、智能的控制系统已成为一个亟待解决的大问题。

1.2智能家居国内外发展现状

1.2.1 国外研究现状

智能家居最先从美国开始兴起，美国也是最先一批研究智能家居的国家之一。因此，美国等发达国家的智能家居研究水平就代表了世界上最高了水平，然而各个国家的智能家居的发展水平和方向也是不尽相同的。

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