基于机智云的智能宿舍系统设计

Gemini · 发表于 2017-3-13 19:02:27

本帖最后由 Gemini 于 2017-3-14 11:37 编辑

摘要：为了满足大学生对智能宿舍的需求，设计了基于机智云的智能宿舍管理系统。该系统主要由arduino核心板、RGB全彩LED灯、电机驱动模块、温湿度传感器模块、热释红外感应器模块、WiFi模块和手机应用程序组成，文中给出了系统的硬件电路设计方案、软件设计流程图，以及整个系统的工作流程图。经测试，本系统功耗低、操作简便、稳定性高、实时性好。

引言

随着物联网技术的不断发展，相关元器件价格不断下降，技术越来越成熟，使得智能家居走进了我们普通人的生活。对于大学生来说，宿舍就是大学生的家。现代大学生已经充分享受到科技带来的诸多便利，这是一个普通宿舍难以接受的。因此，本文设计了基于机智云的智能宿舍，使得大学生可以通过智能手机应用程序远程控制宿舍的灯光、空调、窗帘等，通过红外感应监测人员状态以保障宿舍安全。

1机智云介绍

机智云是一个中立的物联网发展平台，机智云是靠经验和技术积累为物联网领域提供了一套完整的工具和服务，以此降低硬件厂家以及开发者的开发门槛。机智云秉承中立、开放的态度，使得硬件厂商和开发者在销售渠道以及数据把控力上后顾无忧。机制云灵活、跨服务器部署，也能满足联网设备、数据安全、连接和稳定的较高要求。

2系统总体设计

智能宿舍系统框图如图1所示。该系统分为Arduino核心板，RGB LED驱动模块，电机驱动模块，温湿度传感器模块，热释电红外传感器模块，WiFi通信模块6个部分。其中，Arduino核心板为主控部分，负责一系列状态检测，数据处理、逻辑处理及执行控制。RGB全彩LED灯模块用于模拟实际中可调彩色灯光LED灯。电机驱动模块驱动可调速电机用于模拟窗帘电机，通过手机应用程序控制电机正反转实现窗帘开合。温湿度传感器模块用于采集宿舍内环境温度、湿度数据，上传云端（机智云）后，通过手机端应用程序可查看宿舍实时温湿度数值。热释红外模块用于检测是否有人经过，全部离开后，启动安防系统。WiFi通讯模块将Arduino核心处理后的数据上传至云端（机智云）存储，并且下发来自云端（机智云）的控制命令。

3 系统硬件设计

3.1 Arduino 核心版

Arduino是一款入门容易的开源电子原型平台，主要包含硬件和软件两部分。其硬件系统是高度模块化的，通过USB接口与计算机连接，包括14通道数字I/O口，其中包括6通道PWM输出，6通道10位ADC模拟I/O口，可用USB提供5 V工作电源。Arduino的硬件与软件都遵守开源许可，任何一个人无需授权即可无限制地获得软件代码、电路原理设计图。根据开源设计，任何人都可以定制裁剪出符合需求的设计。

3.2 RGB 全彩 LED 驱动模块

本设计采用LED灯驱动模块p9813全彩LED光源驱动芯片，该芯片可提供三路恒流驱动以及256级灰度输出。采用双线传输模式（数据和时钟），内建再生，可以提高传输距离。

用于驱动显示器的光转换，各种字符变换，颜色模式。在系统中，Arduino通过p9813芯片控制调节RGB全彩LED亮度和色彩。

工作流程图