基于嵌入式的智能家居系统设计.docx

摘要

本文基于STM32控制进行的智能家居软件系统开发，通过对硬件的智能管理和通过esp8266Wi-Fi模块接收到的控制指令对门禁、客厅卧室灯、窗帘、晾衣架等控制，或通过esp8266Wi-Fi模块获取相应的温湿度、可燃气体、火焰检测等信息。通过需求分析以及查阅相关书籍，选取使用STM32F407作为硬件控制芯片、选取SG90作为晾衣架、门控和窗帘控制的动力源、SW2812作为客厅智能灯、esp8266作为Wi-Fi通信模块。

采用模块化编程的思想，基于C语言编写的开源微控制实时操作系统UCOSIII编写系统软件，每一个模块都会编写一个对应任务进行自我管理，任务与任务之间通过消息队列、互斥锁等方法进行同步互斥或者数据交换，使得系统有效的运行。

关键词：STM32F407，智能家居，UCOSIII，esp8266

DesignofEmbeddedSmartHomeSystem

Systemdevelopmentandprogramdesign

Abstract

ThispaperdevelopsthesmarthomesoftwaresystembasedonSTM32control.Itcontrolstheaccesscontrol,livingroomandbedroomlights,curtainsanddryingracksbyintelligenthardwaremanagementandthecontrolinstructionsreceivedthroughesp8266wi-fimodule,oritobtainsthecorrespondingtemperatureandhumidity,combustiblegas,flamedetectionandotherinformationthroughesp8266wi-fimodule.Throughdemandanalysisandconsultingrelevantbooks,STM32F407wasselectedasthehardwarecontrolchip,SG90asthepowersourceofdryingrack,doorcontrolandcurtaincontrol,SW2812asthelivingroomsmartlamp,esp8266asthewi-ficommunicationmodule.

Byadoptingtheideaofmodularprogramming,thesoftwareprogramingbasedonClanguageandusingtheopensourceReal-timeoperatingsystemwhichisUCOSIIItoprograming.eachmodulehasacorrespondingtaskforself-management,throughthemessagequeuebetweentasksandtasks,themutexmethodssuchassynchronousmutexordataexchangewhichmakesthesystemruneffectively.

Keywords:STM32F407,smarthome,UCOSIII,esp8266

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第一章绪论 1

1.1课题研究背景 2

1.2课题研究意义和目的 2

1.3智能家居国内外研究状况 2

1.4智能家居发展趋势 2

1.4课题研究内容及主要工作 2

1.5论文结构安排 2

第二章软件系统整体设计方案 1

2.1系统软件整体架构设计 1

2.2软件开发流程 3

2,3通信协议 5

2.4UCOSIII操作系统 6

2.5本章小结 6

第三章智能家居系统的软件实现 7

3.1开发工具与MCU 7

3.1.1KeilMDK 7

3.1.2STM32F407 7

3.2智能照明控制模块 7

3.3无线Wi-Fi模块 9

3.4窗帘模块 11

3.5晾衣杆模块 12

3.6环境检测模块 13

3.7安防模块 14

3.8本章小结 16

第四章