基于TMS的智能房间系统.docVIP

基于TMS320的环境智能系统 The ambient intelligence system based on TMS320 本环境智能系统以TMS320作为主控处理核心，通过智能控制调节基于局域无线网络（WLAN）的多种传感器（湿度、温度、红外线、超声波等）和效应器（液晶显示屏、蜂鸣器、继电器等）,并通过移动控制终端（智能手机、遥控器等）来实现多种扩展功能. 连大芯片组 陶帅 孙健飞 梁爱明 周云飞 石凯 2014/5/21 目录 一、 概述 4 二、 系统硬件组成 5 1 控制器 5 1.1 主控芯片：TMS320F2812 5 1.2 协处理器：PIC16F877A 6 1.3 终端微型分布式处理器：PIC12F509 6 2 传感器与传感模块 7 2.1 AMN31111热红外人体检测传感器 7 2.2 DS18B20温度传感器 8 2.3 DHT11湿度传感器 9 2.4 FSR402薄膜压力传感器 9 2.5 HC-SR04超声波模块 9 2.6 MQ5可燃气体传感器 10 2.7 QS-01空气质量传感器 10 3 效应器 11 3.1 一路光耦隔离继电器模块（5V控制220V） 11 3.2 5V有源蜂鸣器 12 3.3 BJ-3型220V闪光蜂鸣报警器 12 3.4 AD16-22DS/G信号指示灯 13 4 其他 13 4.1 5V-2A电源适配器 13 4.2 三节五号电池盒 13 4.3 PIC3388红外接收头 HT6221遥控器 14 4.4 232串口转Wi-Fi模块 14 4.5 NRF24L01+无线模块 15 4.6 ISD1820语音录放模块 15 三、 系统硬件结构设计 17 1 控制芯片组 17 2 传感器 19 2.1 AMN31111热红外传感器阵列 19 2.2 FSR402薄膜压力传感器阵列 19 2.3 温湿度空气质量检测模块 20 3 效应器 20 3.1 继电器 20 3.2 声音模块（蜂鸣器、录放模块） 20 3.3 指示灯 21 四、 程序与算法设计思路 22 1 开发环境 22 1.1 单片机程序开发调试环境 22 1.2 电脑程序与算法开发调试环境 22 2 单片机程序开发思路 22 2.1主控芯片程序开发思路 22 2.2 协处理器程序开发思路 23 2.3 微型终端处理器程序开发思路 24 3 程序流程设计图 24 3.1 热红外传感阵列 25 3.2 薄膜压力传感阵列 25 3.3 环境参数传感器集 26 五、 已取得的成果 27 1. 工作基础 27 2. 研发条件 27 3. 已发表的相关论文（S. Tao为本次参赛负责老师） 28 六、 总结 29 概述 随着科技的发展，人们生活水平的提高，物联网（The Internet of things）作为一种新兴产业也逐渐从无到有、从少到多、从简单到复杂的发展起来。近几年的科技发展已经表明，智能化概念已经逐渐渗透到了人们的日常生活中。无论是智能手机、智能电视，还是智能眼镜，都代表了时代发展的前沿方向。本课题开发的环境智能系统，正是在这样的大背景下，力争使物联网技术走入千家万户，成为生活中不可或缺的一部分。 和智能手机一样，智能化将设备在多方面进行优化升级，使其在保持原有功能的基础上拥有更好的操作性、便利性和扩展性。本课题将研究开发智能房间系统，对房间进行优化升级，使其具有方便快捷的操作体验和灵活多变的扩展功能。 任何复杂的事物，都是由多个简单的元素组成，智能房间系统也是如此。可将其看比作一个生物体：由温度传感器、湿度传感器、红外线传感器、超声波传感器等一系列“神经末梢”采集数据，通过“神经纤维”——数据线、无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙（Bluetooth）等传送到“神经中枢”——主控芯片组和系统板进行分析、归类和处理，操作“神经效应器”——显示屏、继电器和扬声器等，实现包括身份验证、动作识别、家电智能控制、温湿度自动调整、自动节电、防火防盗等等一系列扩展功能。 设计方面，通过功能区域模块化与无线调控设计，确保由TMS320主控、利用小型PIC单片机做为协处理器的系统的稳定性，其中某个模块的故障不会影响整个系统的其它功能，同时便于进行维修和功能扩展，实现环境智能化。 控制方面，利用“弱电控制强电”的设计理念，使用弱电低频数字电子电路（The weak low-frequency digital electronic circuit）实现对功能性电器的控制，将原本房间中已存的，非智能的部分纳入智能控制，这样可以在无需人为干预的情况下，自动对家用电器工作情况进行记录和分析，进而实现智能控制和自动节电等功能，使系统对房间进行智能控制。另外，基于多种传感器节点，对用户行