基于WIFI构建的智能家居系统综合接入及控制装置(Android客户端及综合测控) ㊣ 精品文档 值得下载

发送其外形如下图所示图模块红外发送模块工作原理般红外遥控器的输出都是用编码后串行数据对的方波进行脉冲幅度调制而产生的。

本设计设定发送的方波为，嵌入式引脚通过与门控制红外发送模块。

当遥控器按下按键后，不同按键会发送不同的红外编码。

这种遥控码具有以下特征采用脉宽调制的串行码，以脉宽间隔周期为的组合表示进制的以脉宽间隔周期为的组合表示进制的。

般遥控器的遥控编码是连续的位进制码组，其中前位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。

后位为位的操作码和位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。

根据红外编码的格式，发送数据前需要先进行匹配，先发送的起始码和的结果码。

遥控串行数据编码波形如下图所示图遥控串行数据编码波形图本设计中的接收模块使用体化红外线接收器进行接收解码，当接收到红外信号时，输出端输出低电平，否则为高电平。

所以红外遥控器发送红外信号时，参考上面遥控串行数据编码波形图，在低电平处发送红外信号，高电平处则不发送红外信号。

红外发射装置的原理图如图所示，用个并联的发射管来加大发射面积，增强发射功率。

图红外发射装置的原理图摄像头模块摄像头是种采用图像传感器的摄像头，主要分为两种和。

而言，应用在普通数码设备中，应用高档数码设备中，都是光学成像的集成模块，但比单位成像的效果要好，价格也相对较高。

本设计所使用摄像头如下图所示图摄像头外观摄像头模块主要性能最大成像像素万像素电压指标核心电压模拟电压电源电压输出格式位成像速率，像素大小焦距范围调焦距离监控节点的硬件设计本设计的监控节点包括终端节点灯模拟家居电灯和温湿度传感器。

终端模块本设计的采用单个节点绑定协调器，实现数据转发与控制，其技术特点与协调器类似。

只是在所组网中为终端节点，其原理图如下图终端图温湿度传感器模块产品概述数字温湿度传感器是款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。

该产品具有品质卓越超快响应抗干扰能力强性价比极高等优点。

每个传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。

其内部采用单线制串行接口，使其与处理器之间的数据交换变得简易快捷。

有着超小的体积极低的功耗，信号传输距离可达米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。

其原理图如下图所示图原理图温湿度传感器工作原理对传感器的操作采用单总线方式，因此对时序的要求非常高，下面是通讯的操作和数据说明数据格式湿度整数数据湿度小数数据温度整数数据温度小数数据校验位发送次开始信号后，发送响应信号，送出的数据，并触发次信号采集，如果没有接收到主机发送开始信号，是不会主动进行温湿度采集。

因此只有当用户需要采集温湿度数据时，才会发送指令。

其中的起始时序和的响应时序如下图所示图主机发送开始信号图应答信号按照该温湿度的设计特点，编写了两个在上运行的函数，用于初始化和响应请求，采集温湿度，其函数名和注释如下温湿度传感器初始化读取温湿度计，读取结果存在结构体内。

控制节点硬件设计本模块由单片机红外接收模块电机模块和晾衣架模块组成。

红外接收模块本设计的红外接收模块采用体化接收管来接收信号，当控制端为高电平时红外发射管发射红外光，此时接收管接收到红外光时输出引脚输出低电平反之，控制引脚为低电平时红外发射管截止，接收管输出引脚输出高电平。

单片机通过对高低电平时间计时可实现对数据的解码。

接收电路原理图如图所示图接收电路原理图风扇模块当单片机通过红外接收模块接收到用户控制指令时，单片机根据指令的类型进行相应的电机控制，模拟家中红外电风扇，其中有，档和开关等功能。

晾衣架模块本模块模拟家中晾衣架的伸缩，即当雨水天气时，我们可以通过手机控制收起晾衣架，以免雨水淋湿当晴天时控制晾衣架伸出，使其有充沛的阳光照射。

其控制过程是用户指令通过或是网络与主控系统通信，然后主控系统控制红外发送模块发送控制指令，当控制节点的红外接收模块接收到指令后，单片机控制电机正反转实现伸缩功能。

系统软件设计系统程序流程系统服务器设计在本系统中，采用了并发服务器设计通讯程序。

并发服务器是般的面向连接的服务器程序的代码框架。

该代码框架使用对进程处理的方式处理多个请求，子进程负责处理连接请求，因此关闭监听套接字，父进程继续监听请求，不会遗漏通信请求。

其通讯流程图如下所示图通讯程序设计框图接口程序设计本系统主机中，主控芯片与协调器之间采用了串口通讯。

因此在嵌入式中设计了串口通讯程序。

首先需在串口配置文件中对串口进行相应的配置，本程序中波特率设置为。

在主函数中读取配置文件后对串口进行初始化，最终实现用发送数据的命令对串口进行收发控制。

其部分代码如下所示手势密码程序设计当点击主界面的登录按钮后，弹出手势控制界面，首次打开软件要新建手势密码，当正确重绘手势之后进入控制主界面。

进入控制主界面之后还可以重新修改密码，防止密码被人窃取后随意控制自己的家中设备。

采用手势密码的原因是为了防止少数人忘记密码，并且数字密码不安全，而且手势密码比较创新，能增加用户体检，增加使用次数。

其中并不是每部手机安装本软件就能进行家中智能家居进行控制，必须在服务器注册该手机地址才能进行操作。

其中识别流程就是当输入完手势密码，手机将本手机的地址发送给服务器，服务器将此地址与其注册的地址相匹配，相等时则发送匹配信息，进入下界面。

手势密码识别核心部分如下手势密码匹配度超过，手势密码界面如下图所示，当正确输入密码以及服务器注册本手机的地址后，程序跳转到控制主界面，在此界面中。

用户就可以开始对家居设备进行控制。

其中模拟有电灯，风扇，晾衣架和温湿度采集。

图主界面图手势密码控制主界面程序设计控制程序界面能左右滑动，总共有个不同布局。

其中第屏就能修改密码，并且能够与控制节点上的终端通信，控制灯的亮灭，以及与温湿度传感器通信，采集温湿度数据并实时反馈显示在手机上。

其中点击风扇控制按钮，能进入红外学习模式界面。

其中点击按钮，变成学习模式。

随意点击个按钮，手机向服务器发送信令，服务器接收到信令，等待红外遥控器发送红外编码，然后将此红外编码转发给手机客户端，手机客户端将此编码存储在手机上，对应于此按键，其他按钮类似。

要实现控制作用，只要重新点击按钮，就会进入控制模式，再点击刚才使用学习功能的按钮，就能发送刚刚学习的红外编码。

还有其中的温湿度控制按钮，能够实时采集并显示家居中的温湿度，并且会在温湿度低于或超过定程度下进行语音提示。

其中，控制主界面的温湿度控制核心代码如下语音提示功能，密码不匹配，。

基于构建的智能家居系统综合接入及控制装置客户端及综合测控。

时延短针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。

安全提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的。

高保密性位出厂编号和支持加密。

绑定方式绑定指的是两个节点在应用层上建立起来的条逻辑链路，从而实现数据传输。

在同个节点上可以建立多个绑定服务，分别对应不同种类的数据包。

此外，绑定也允许有多个目标节点对多绑定。

当在源节点上建立了绑定，应用服务程序可向目标节点发送数据，而不需指定目标地址了。

这样，协议栈将会根据数据包的命令标识符，通过查询对应于自身的绑定表上目标设备地址。

每个绑定表的条目中，有时会有多个目标端点。

处理器使用协议栈自动地重复发送数据包到绑定表指定的各个目标地址。

同时，如果在编译目标文件时，编译选项被打开，协议栈将会把绑定条目保存在非易失性存储器里。

因此当意外重启或者节点电池耗尽需要更换等突发情况的发生时，节点能自动恢复到掉电前的工作状态，而不需要用户重新设置绑定服务，此功能保障了用户数据的安全性。

本设计中设备之间通过调用函数允许绑定，扫描检测匹配描述符，协调器设备调用发起绑定请求，具体可分为已知扩展地址绑定和未知扩展地址绑定。

已知拓展地址直接调用，如果绑定成功则调用函数得到目的设备的短地址。

而未知扩展地址的绑定首先调用，比较是簇命令是否是命令列表中的个。

接着发送匹配描述符请求。

如果有设备对其响应，返回，触发事件，并调的处理函数发送绑定请求。

技术综述网络拓扑结构无线网络包括两种基本类型的拓扑形式基础网和自组网。

为了理解无线网络的拓扑形式，需要了解两个基本概念也就是无线接入点，是个无线网络的创建者，是网络的中心节点。

般家庭或办公室使用的无线路由器就个。

对于站点，每个连接到无线网络中的终端如笔记本电脑及其它可以联网的用户设备都可称之为个站点。

基于组建的基础无线网络也称为基础网，是由组建，数量较多的加入所组成的无线网络，这种类型的网络的特点是是整个网络的中心，网络中所有的通信都通过来转发完成。

图基础网络拓扑基于自组网的无线网络也称为自组网，是仅由两个及两个以上站点组成，网络中不存在，这种类型的网络是种松散的结构，网络中所有的都可以直接相互通信，而没有中心节点进行数据转发。

图自组网络拓扑工作频率频段的划分使用工作频率范围为，属于无需申请的。

由于使用频段，频率干扰无可避免。

时延短针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。

安全提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的。

高保密性位出厂编号和支持加密。

绑定方式绑定指的是两个节点在应用层上建立起来的条逻辑链路，从而实现数据传输。

在同个节点上可以建立多个绑定服务，分别对应不同种类的数据包。

此外，绑定也允许有多个目标节点对多绑定。

当在源节点上建立了绑定，应用服务程序可向目标节点发送数据，而不需指定目标地址了。

这样，协议栈将会根据数据包的命令标识符，通过查询对应于自身的绑定表上目标设备地址。

每个绑定表的条目中，有时会有多个目标端点。

处理器使用协议栈自动地重复发送数据包到绑定表指定的各个目标地址。

同时，如果在编译目标文件时，编译选项被打开，协议栈将会把绑定条目保存在非易失性存储器里。

因此当意外