智能家居控制系统的研究与应用（模板）

李老师

                      网络高等教育
本 科 生 毕 业 论 文（设 计）   





                                       
                                             
                                       
题    目：智能家居控制系统的研究与应用



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完成日期：       年     月    日



内容摘要

内容摘要是毕业论文（设计）的内容不加注释和评论的简短陈述，具有独立性和自含性。包括课题来源，主要设计，实验方法，本人的主要成果，约含200个字符的中文摘要。


关键词：写作规范；排版格式；毕业论文























目  录

内容摘要        I
1  绪论        1
1.1  课题的背景及意义        1
1.3  本文的主要内容        2
2  智能家居控制系统的总体方案设计        3
2.1  本方案设计思想        3
2.3  智能家居控制系统基本硬件选择        3
2.3.1  可编程序控制器PLC        3
2.3.2  GSM短信息模块TC35i的基本介绍        4
3  智能家居控制系统的硬件设计        5
3.1  自动门系统硬件设计        5
3.3.1  自动门系统总体设计方案        5
3.3.2  电源模块硬件设计        5
3.3.3  控制模块硬件设计        5
3.3.4  保护模块硬件设计        5
3.3.5  自动门系统物理结构        6
3.2 传感器信号采集硬件设计        6
3.3  远程监测系统硬件设计        6
4  智能家居控制系统的软件设计        6
4.1  PLC编程语言梯形图        6
4.2  PLC控制自动门系统软件设计        6
4.3  远程监测系统软件设计        6
5  结   论        7
参考文献        8
附   录        9



1  绪论
1.1  课题的背景及意义
目前人们的日常生活的各方面都朝着数字化、网络化、智能化、人性化的目标发展。作为现代生活的一个必然趋势，智能家居正在受到越来越多的关注。
智能家居是以适用性为主旨，产品以适用性、易用性和人性化为主。尽管当前智能家居有了很大的发展，市场上也出现了许多相应的产品，可是从总体上来看，行业发展缺少统一标准，产品质量也参差不齐，并且倾向家居自动化，而非智能化。信息社会的深入发展，对我们的传统住宅和家居自动化提出了挑战，大家对于家居的要求也不仅仅局限于安全的物质空间，更为关注智能化、人性化的生活空间。
本课题研究的主要内容是创建一个舒适、便利、高效、安全的智能家居PLC
控制系统。智能家居PLC控制系统可以自动控制家居终端设备，远程监测煤气泄露和家电起火等危险信号，并且远程发送报警短信。整体系统是把住宅内各种与信息相关的家居终端、各类传感器、报警装置整合到一起，保持家庭设备与环境的协调统一，为我们提生活、工作、学习和娱乐的各种智能服务，营造一个舒适安全的家庭环境。
1.2  国内外研究现状
很早以前就出现了智能家居的概念，然而一直没有具体的建筑案例出现，一直到二十世纪八十年代美国联合科技公司才将这一概念付诸行动。当时，该公司将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州哈特佛市的City Place Building，这才出现了世界上首例“智能化建筑”，此后揭开了全球争相建设智能型住宅的序幕。在这之后智能型住宅在新加坡、韩国、日本、美国、德国等国家都有了广泛应用。1998年5月份在新加坡举办的“98亚洲家电与电子消费品国际展览"上推出了“新加坡模式”的家庭智能化系统，该系统包含三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言、家庭智能控制面板、智能布线箱、带网接入和系统软件配置等功能。
由于计算机技术、网络技术以及信息家电的日趋普及，人们关于智能化家居的了解和需求也越来越多，智能化家居正日益进入人们的日常生活中。怎样创建一个既高效又低成本的智能化家居体系，已经成为当今社会的焦点问题。结合国内外智能家居的发展态势看，远程网络控制、家居联网、多手段通信是智能家居发展趋势。
**简要介绍论文选题在国内外的发展现状。
1.3  本文的主要内容
本文提出的智能家居PLC控制系统，旨在设计舒适、方便、高效、安全的智能家居自动控制环境，为人们提供更加人性化的家居生活。本设计采用用户手机作为家居信息的监控平台，实时监控家居内部环境信息，主要包括非法入侵报警、煤气泄漏检测和用电设备起火检测等。
全文共分为____章，各章内容简介如下：
第一章绪论，简述课题的背景和意义、论题的国内外发展现状，介绍论文的主要内容；
第二章__________________；
第三章__________________；
……

本文最后对全文进行总结，并指出了研究课题的未来发展方向。




2  智能家居控制系统的总体方案设计

2.1  本方案设计思想
本课题搭建的智能家居PLC控制系统是综合考虑了家庭实用性、稳定性、可行性以及国内外发展现状和研究成果等而开发的。由主控器对家庭终端设备的自动控制，以及家居环境的实时监测，同时在家庭安全防护方面做到实时报警。该系统借助可编程控制器PLC的控制技术和GSM短信息技术，采用SMS进行信息交互，整个系统在稳定性、经济性以及实时性上都具有很大的优势，同时本系统又具有方便的可扩展性以及可移植性，从而满足不同用户的不同需求，因此具有广阔的市场前景和实际研究意义。
2.2  智能家居控制系统实现功能
智能家居的基本目的是为我们创造一个安全、舒适、便利和高效的生活氛围。对于智能家居来讲，最重要的目标是实用为主旨，去除掉华而不实、最终也会沦为摆设的功能，产品应该以实用性、易用性和人性化为主要核心。本系统将建立一个基于PLC的智能家居控制系统，主要包含PLC对终端设备的自动控制以及对家居情况的实时监测以及安全防护远程报警等功能。依据用户对智能家居功能的需要，整合了如下最基本的智能家居功能：家用自动门自动开启、运行、上锁，非法入侵发送报警短信，煤气泄露监测并自动发送报警短信，家电起火监测并自动发送报警短信等。
2.3  智能家居控制系统基本硬件选择
2.3.1  可编程序控制器PLC
可编程序逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller，简称PLC)是一类专门用于自动控制的计算机，它采用直接面对用户的可编程序存储器，用于其内部程序存储，顺序控制、逻辑运算执行、定时、计数以及算数运算操作等指令，并且通过模拟式或数字式输入、输出控制各种类型的机械生产过程。PLC具备稳定性高、性价比高、故障率低、简便操作、应用灵活、维修保养方便等许多优点。其应用也不再局限于工业控制领域，现已逐渐走入家居控制，公共场所等领域。
**简述可编程序逻辑控制器的概念及其特点。

2.3.2  GSM短信息模块TC35i的基本介绍
全球移动通信系统(Global System of Mobile Communication，简称GSM)是由欧洲电信标准组织ETSI制定的数字移动通信标准，也是当今应用最普遍的移动通讯标准。GSM短信模块是一种基于无线GSM网络技术的工业级MODEM(调制解调器)，它内嵌入GSM无线通信模块、集成卡槽、天线及各种外围电路等。卡槽内插入移动运营商的SIM卡，就可以建立与移动运营商的短信中心的无线连接的装置。通过GSM短信模块的连接就可以实现主控器与应用系统之间短信的自由收发。
**简述GSM短信模块的基本原理与特点。

注：论文中的公式要居中，公式的编号加圆括号，居行尾。
例：
                                          (1.1)
其中，μR，μS分别为抗力和载荷效应的均值，……。

其中公式的编号规则：第1章的公式依次为(1.1)、(1.2)、(1.3)…；
第2章的公式依次为(2.1)、(2.2)、(2.3)…，依次类推。
看后请删除。

3  智能家居控制系统的硬件设计
本系统的硬件部分主要由可编程控制器PLC、交流电机、继电器、电流保护模块、行程开关、电磁锁、GSM短信模块、烟雾传感器、煤气传感器、手机等部分组成。
3.1  自动门系统硬件设计
3.3.1  自动门系统总体设计方案
当家用自动门关闭时，用户在门外用钥匙将门锁开启或者用户在门里将门锁开启，都会产生一个开门信号。PLC输入端子收到开门信号后，根据程序执行开门动作，当门运行至开门极限位置碰触门框边沿的行程开关时会停止运转。
3.3.2  电源模块硬件设计
在本系统中主控器、短信模块和电流保护模块分别使用24V、12V和5V的
直流电，因此本系统设计了单相交流经过降压、整流、滤波、稳压等处理得到
符合要求的电源，从而保证供电电源的稳定性。
3.3.3  控制模块硬件设计
本系统的主控器选用的是欧姆龙的CPlL系列PLC，它在终端控制系统中
主要控制电动机的运转，进而通过不同的机械装置去控制自动门窗等终端设备
的运行。
3.3.4  保护模块硬件设计
为防止电机过载运行和电机堵转，以及系统的过电流保护，因此需要对本系统电路的电流进行检测。电流检测的方法有很多种，比如电阻采样、磁敏电阻采样、直流电流互感器和霍尔元器件采样等等。本系统采用霍尔电流传感器来进行电流检测。霍尔电流传感器是把磁放大器、霍尔元器件、互感器以及电子线路等集成起来，具备检测、反馈和保护等功能的电流检测传感器。
3.3.5  自动门系统物理结构
智能家居系统自动门轻型闭门器的钢板背后粘有贴纸，可以直接贴在门上，而左侧长方体内置交流电动机，PLC下达指令传递给交流电动机，交流电动机驱动轻型闭门器带动门运行。门体边沿和门框边沿装有行程开关，可根据需要改变行程开关位置，确定自动门开启最大角度。
3.2 传感器信号采集硬件设计
智能家居传感器信号采集部分由可编程序控制器PLC、 传感器数据采集单元、驱动执行部分组成。
**详细介绍信号采集的设计方案。

3.3  远程监测系统硬件设计

**从通讯端口和模块选用及连线方法等方面进行设计。

4  智能家居控制系统的软件设计
4.1  PLC编程语言梯形图
在该系统设计中运用了当前应用最广泛的PLC编程语言梯形图，梯形图可以直观简洁的设计出控制要求，并且很好地考虑到可靠性、安全性和故障报警等问题。梯形图语言是使用最广泛的PLC编程语言，梯形图和继电器电路很接近，具有直观简单的优点，很容易被了解继电器控制的技术人员所掌握。
**具体介绍梯形图的特点。
4.2  PLC控制自动门系统软件设计
自动门系统实现的功能是：自动门根据用户要求自行开启、运行、关闭和上锁，同时运行过程中检测障碍物，自动门遇到障碍物自动反方向运转。同时，为防止突发状况发生，启用强制停止功能，自动门停止运转。
**具体介绍自动门系统软件设计。
4.3  远程监测系统软件设计
**具体介绍远程监测系统软件的设计方法。


5  结   论
本文设计了基于PLC技术和GSM技术的智能家居中PLC控制系统，将GSM远程监测技术和PLC自动控制技术相结合，实现了PLC对家居终端的自动控制、家居环境监测以及远程发送报警短信等功能。
**总结本次论文所做工作，取得的成果，指出还有哪些不足和需要改进的地方、课题的未来发展方向等等。
结论是整篇论文工作的总结。结论是在理论分析和设计结果的基础上，经过分析、归纳的过程而形成的总观点。结论必须完整、准确。

参考文献

[1] 张万山，王小四.空气质量的研究.环境学报，2000，34(6):13-17.
[2] 张完善.有色金属材料.第二版.大连：金属工业出版社，1998.89-90.
[3] 张完善，刘六，等.第五届科学管理国际会议论文集.北京：管理工程出版社，2001.18-19.
[4] 张完善，刘六.校园环境与学风建设.城市日报，2002年3月5日，第2版.
[5] Borko H, Bernier C L.Indexing concepts and methods.New York: Academic Pr.,1978.

说明：
1.同学需按此格式（字体为五号、宋体），把论文中引用的他人的文章或书籍，标记下来，参考文献要求至少四篇以上。
2.参考文献中所列的论著，应按文稿中引用顺序排列，其序号通常用方括号括起，并在文中引用处的右上角以方括号上标形式注明所引用的文献或资料的序号。例如：
“巴甫洛夫认为[1]，条件反射……。”
“张山教授的实验结果如表3所示[2]，由此可得出……。”

    以上说明看后请删除。















附   录

以下内容可放在附录之内：
(1) 正文内过于冗长的公式推导；
(2) 方便他人阅读所需的辅助性数学工具或表格；
(3) 重复性数据和图表；
(4) 论文使用的主要符号的意义和单位；
(5) 程序说明和程序全文。
这部分内容可省略。如果省略，则删掉此页。