智能家居环境监测系统设计开题报告

 2022-10-08 10:26:25

1. 研究目的与意义

现代社会,人们越来越忙碌,生活节奏越来越快,人们对室内居住环境的舒适度要求越来越高,住宅和居室是人们生活的重要物质条件,但随着装修材料的大量使用和生活用品的日益广泛,家居环境隐患重重。

不仅表现在室内温湿度的影响上,也体现在室内有害气体浓度的大小上。

中国环境保护协会有关数据统计表明,每年因室内环境污染患病或死亡的人数比例已引起专家们的注意,室内环境污染已经成为严重影响现代人类健康的杀手之一。

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2. 课题关键问题和重难点

关键问题:① 室内温度检测功能:对室内环境温度测量点进行监测;② 室内湿度检测功能:对室内环境湿度测量点进行监测;③ 室内烟雾检测功能:对室内环境烟雾浓度实时检测;④ 有害气体检测功能:对有害气体(如甲醛)检测;⑤ 多路采集功能:集中监控器完成多路传感器的检测量的采集与数据传输;⑥ 人机接口功能:按键控制,动态信息显示。

难点:本设计的难点首先在于烟雾和有害气体的多路数据采集,一般由气体传感器和模拟放大电路组成,因此传感器的灵敏度至关重要,有些气敏器件对不同种类,不同浓度的气体有不同的电阻值,因此在使用此类气敏器件时,灵敏度是设计的关键所在;其次在于硬件设计,关键在于仪器选型和电路设计,如气体传感器,动态显示屏;

3. 国内外研究现状(文献综述)

三、文献综述(或调研报告)自从世界上第一栋智能建筑1984在美国出现后,西方国家先后提出了各种智能家居方案,在这方面美国一直处于领先地位。

现在,国外的智能家居系统技术日趋成熟,由于技术的日益标准化,这些新型智能家居系统价格也慢慢接近合理。

近年来,以微软,谷歌已经亚马逊先后跻身智能家居的研究与开发中,例如:微软的梦之家,IBM的家庭主任等。

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4. 研究方案

四、方案(设计方案、研制方案、研究方案)论证(不少于100字)设计方案:本设计采用单片机为主控中心,数据采集电路由传感器和模拟放大电路组成,将温度传感器,湿度传感器,气体传感器采集到的数据转换为模拟电信号后,模数转换电路将监测电路送出的模拟信号转换为单片机可识别的数字信号后送入单片机,单片机对传入的信号进行滤波处理,并对处理后的数据进行分析并显示在显示屏上,判断数据是否大于或等于预设值(也就是警报值),如果大于则发生警报,反之则为正常状态。

图1.智能家居环境监测系统结构图系统模块:本系统一共分为屏幕显示、按键输入设置、温度采集、湿度采集、气体采集、报警提醒六个模块,几个模块相互独立又彼此联系,在单片机的控制下进行多路传感器的检测量的采集与数据传输。

5. 工作计划

第1周:查阅相关资料,掌握单片机的工作原理;第2周:继续查阅相关资料,并翻译不少于3000字的外文文献,论证设计的可行性,研究设计方案和设计思路;第3周:确定设计方案和关键技术,拟定采取的解决措施,撰写毕业设计开题报告;第4周:指导教师审阅开题报告,提出修改意见,学生整改并完成毕业设计开题报告,同时开始设计系统组成原理框图,进行系统电路原理图设计,用protel绘制电路原理图;第5周:继续设计系统组成原理框图,进行控制电路原理图设计,用protel绘制电路原理图;第6周:完善电路组成,进行电路元器件选择、参数计算等等;第7周:搭建、焊接硬件电路,并对硬件部分进行测试;第8周:软件结构和流程图设计,进行软件设计、程序调试以及Proteus仿真;第9周:继续进行软件设计、程序调试以及仿真;第10周:电路硬件和软件部分联调,同时列写毕业论文大纲,准备起草论文;第11周:进行系统的整体调试,整理资料,撰写毕业论文;第12周:修改、完善毕业论文,本周末提交毕业论文;第13周:指导教师审阅毕业论文,修改后准备毕业答辩;第14周:毕业设计答辩及成绩评定。

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