《基于单片机的智能家居监测系统设计》11000字（论文）

基于单片机的智能家居监测系统设计摘要：随着科技的飞速发展，各种智能产品的普及和应用也日益广泛。智能家居是在现代电子信息技术的基础上，结合家庭的各种设施和各种信息，从而构成一个智能化的家庭服务系统。本文主要研究和分析了智能家居的背景和意义，从实用性角度出发，运用单片机和传感器技术作为技术核心，借助WiFi通信模块来连接机智云平台，本文介绍了一种以单片机为核心的智能家居控制系统。本文主要研究分析智能家居的背景和意义，系统通过无线网与智能手机连接，将采集到的信息传输至机智云上，从而达到智能化管理的目的。该系统结构简单、成本低、实用性强。可实现环境温度、湿度的监测功能，灯光控制，窗帘控制功能，火灾报警功能等等，最后，通过APP的方式，完成了对系统的遥控。系统可以对环境温湿度、空气质量、烟雾浓度等数据进行实时检测，测量结果通过显示屏显示，最后通过云平台上传，由手机APP遥测和控制。本文以STM32为主控芯片，WiFi模块作为无线传输媒介，采用传感器技术进行采集信息，再将数据传输给云端服务器，最终将数据实时地呈现在用户面前。智能家居系统经过一系列的测试，通过对该系统的功能进行了验证，并达到了用户要求。达到操作简单、成本低、集成度高等目的。关键词：STM32，智能家居，单片机，控制系统，云平台目录12395第1章绪论 第1章绪论1.1背景和意义智能家居就是利用家庭总线技术，将各类家电、安防、信息通信设备与家庭智能系统相结合，从而达到对家庭进行集中或远距离的监测。并保证智能家居设备和环境的使用协调。智能家居采用各种智能控制技术、感知技术、网络通信技术等，不需要过多的人工干预，以计算机技术为核心，借助互联网连接各种智能设备，最后，建立了一个家庭智能控制系统。和过去家居字体比起来，智能家居可以实现设备自动化，简化操作，最大限度地提高资源利用。因此，在未来很长一段时间内，智能家居系统成为聚焦点。基于此，本文首先介绍了智能家居的概念及其特点，然后对其发展趋势进行了探讨分析。为人民群众提供更加舒适、便捷、安全的居住环境，提高生活质量，为社会的积极发展做出贡献。根据相关数据显示，智能家居市场的增长速度显著，每年约有30%，吸引着许许多多的人。目前，国内已经有一些企业开始涉足这个领域，如：小米、美的等，并且取得了一定成绩。智能家居是指通过互联网技术对家庭进行智能化管理和控制，从而提高生活质量。但智能家居所涉及的反面很复杂，一些厂商不具备核心技术作为支撑，只是炒作概念，混淆视听。没有规定统一的标准，并且行业内鱼龙混杂。智能家居的诞生主要是让人们的生活更加轻松、便捷，而物联网技术的加入也成为了一个大趋势。随着科学技术的进步，智能家居已经进入到了千家万户，它为人们提供了方便、舒适生活的同时，也带来了许多问题。本文主要探讨了智能家居与传统家居之间存在的差异及解决方案。物联网的发展，从有线连接到无线传输，从理念到实践，微妙地将家庭中一些看似不相关的东西结合在一起，使所有的东西都连接在一起。在接下来的2-3年里，智能家居的市场将会出现一个巨大的增长。美国是世界上最早使用智能家居的一个国家，拥有百分之三十二的家庭用户，到2022年，这个数字将会上升到百分之五十三左右。撇开行业纷争不谈，我们站在消费者的立场上，对于智能家居的需求其实很清楚，那就是以实用为主。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状1984年，美国首次建成了智能家居，1988年，《家庭自动化系统与通讯标准》由相关部门颁布，那时美国40000个家庭都已安装了智能化的智能房屋。从1985年起，发达国家在智能家居中投入了巨大的人力和物力，观察到智能家居行业的巨大的商业价值和未来的市场趋势。据当时的统计，美国的智能住宅在1996年才刚刚开始，其使用费用也比较高。住房设备的价格在7000元到9500元之间，要求非常高，对于一般人来说，是无法安装的，这些都说明了开发智能家居的难度有多大。此后，随着智能家居技术的突破和进步，2004年智能家居行业的规模达到了130亿美元，这是此前未曾预料到的，到了2013年，随着智能家居产业的发展，国内对智能家居的研发也在不断加大，其造价也在不断降低。在智能住宅方面，国外也有不同的研究，美国公司侧重于功能测试与应用，而欧洲则侧重于遥控，亚洲三星级企业也在深度探索智能家居产品的研发。1.2.2国内研究现状中国是目前世界上最大的市场，但其潜力还没有被充分挖掘出来，因此中国应该抓住这一机会进行相关的研发工作。在我国，智能家居的发展整体较晚，至今还不到30年。从最初的“智能家居”概念提出至今已有很长一段时间，但直到近几年才逐渐成为人们关注的焦点。1995年左右，深圳、上海等一些相对发达的城市开始推广智能家居产品。上世纪初，由于我国家庭互联网普及率较低，大部分普通家庭收入水平较低，国外智能家居系统价格较高，智能家居系统的普及并不顺利，普通家庭往往望而却步，智能家居系统没有在现实生活中使用。21世纪以来,随着人们对生活质量的追求，智能家居已经成为一种时尚。尤其是2008年北京奥运会后，智能家居受到了广泛的关注和推广。中国经济水平的快速发展，再加上互联网的日益普及率，为中国智能家居产品的开发和推广创造了条件。自2014年以来，智能家居的发展非常迅速，我国在技术上始终处于世界前列，具有一定的后发优势。在物联网中，智能家居是一个具有很强发展动力的市场。随着政府的支持和市场的不断扩大，智能家居行业必将迎来新的春天。智能家居产品作为智能家居系统中不可或缺的组成部分，其技术水平与质量直接关系到整个家庭智能化水平高低。目前国内智能家居企业，有关技术的研究与应用日益受到关注。因此，我们必须要认清当前市场现状，把握好未来的机遇。文章首先对国内的智能家居产业的发展状况和存在的问题进行了分析；并对未来智能家居的发展趋势进行了多角度的分析。最后总结出几点建议与展望。未来一段时间，随着智能家居行业的快速发展，将会有一个统一的技术规范和一个完整的生态体系。1.3研究的创新点近年来，物联网发展迅速，各个领域都有涉及，而传统的智能住宅大多是通过复杂的线路进行控制，其功能单一、维护难度较大，而通过物联网技术可以实现对其进行远程监控，从而极大地减少了其局限性。本文的主要目的是利用智能云平台来实现物联网的各项功能，相较于其他平台，机智云平台为开发者提供更方便的操作，通过低门槛、低成本的特点，帮助开发者更容易上手。此外，推出的代码自动生成服务也使得二次开发变得更加便利。1.4本文主要工作结合本次选题的背景和意义，以STM32为核心，开发了一套智能家居控制系统。主要完成了以下几个方面工作：熟悉各传感器原理，设计符合用户需求的功能，通过WiFi模块将信息传输到云服务器上，根据用户需要设置系统参数，最后通过机智云平台实现手机APP远程监测。主要工作如下：本文通过对有关智能家居产品的调查与调研，对当前国内外智能家居产品的发展状况进行了分析，并找出其存在的问题，如成本高、维护费困难、操作困难等方面，从而为进一步研究打下了基础。在此基础上结合智能家居系统的发展方向及发展趋势，提出基于嵌入式和无线网络技术相结合的智能家居系统设计方案。根据分析普通家庭的功能需求，从温湿度监测、火灾报警、窗帘、灯光自动控制、远程监测等方面，通过对智能住宅控制系统的功能需求的分析，阐述了其硬件和软件的设计，并对其性能进行了测试，以确定其是否具有经济性和实用性。1.5论文组织结构本文的主要工作安排如下：第一章为引言。在此基础上，对国内外智能家居的发展状况进行了分析，并提出了论文的主要研究任务和目标。第二章为系统的总体规划。根据系统的总体设计方案，对系统的主要功能进行了详细的描述，以满足用户的需要，为系统的硬件设计奠定了坚实的基础。第三章，详细介绍了本系统的硬件实现。在此基础上，对单片机进行了控制，实现了系统的功能要求，并对其硬件的选用进行了详细的分析和说明。第四章主要介绍了系统的软件实现。是对设计所需的软件进行介绍，然后根据功能要求，设计出程序代码，最后利用云平台技术，完成产品的创建和参数设定，实现手机APP控制。第五章对系统的性能进行了分析。通过对系统的功能进行测试，以验证其有效性是否满足要求。第六章对全文进行了总结与展望。对最终试验的结论进行总结和归纳，并提出不足，对以后发展提出展望。第2章系统方案设计2.1系统总体设计智能家居作为新时代人们追求高品质生活的产品，不仅要符合用户的需求，还要考虑开发成本。因此，本章节将依据智能家居的实际市场情况，从普通家庭实际所需求的方面对功能进行分析。该方案以单片机为核心，通过网络技术，通过网络技术对远程数据进行监测。本系统包括STM32单片机，电源模块，显示模块，报警模块，以及各类传感器模块组成，最后的远程控制功能通过WiFi通信模块实现。总设计如REF_Ref101625589\h图2.1所示。SSTM32单片机传感器模块按键模块显示模块报警模块步进电机模块WIFI通信模块电源模块窗帘控制灯光模块图2.SEQ图2.\*ARABIC1总体方案设计2.2设计原则该项目的要求是设计一个高性价比的智能家居系统，综合考虑了成本和性能。本文从家庭智能化系统的各个组成部分及其相互关系出发，对其在市场上的实际应用情况做了一定程度的调研分析，并结合自己多年的实践经验提出一套较为完善的设计方案。基于以下原则，例如是否大多数家庭所负担得起和接受，是否能够发挥功能并增加安全保障，是否易于日常维护，并解决用户在使用该系统设计时的后顾之忧：（1）便利实用智能家居系统的目标是为人们提供居住环境的安全度和舒适度。因此，系统的作用应当是简单而实用的，既能改善人们的生活品质，还可以方便的操作和使用。（2）成本低廉就当下来看，市面上的智能家居产品不仅价格高昂，而且系统十分复杂。这对智能家居的发展和普及造成了很大的障碍，在人们思考要不要安装它的时候，它的价格也是一个很大的问题。因此，人们选择使用智能设备，其中一个原因就是价格低廉。但是在保证系统性能的同时也要降低成本，因此硬件的选择在设计和开发中非常重要，既要满足各种功能的外部应用要求，又要价格合理、性能稳定，不浪费资金、材料，满足大众所需。（3）性能优越在智能家居系统的方案设计中，应该制定一个统一的规范，能够进行定制的匹配，能够进行信息的互动，便于终端的迁移和增加，从而促进以后的升级和发展。2.3物联网平台方案选择选择哪种物联网云平台，将会直接影响到使用者的体验。在这个万物互联的时代，云平台已被众多厂商所重视，本文选用机智云作为开发平台。智慧云是一种基于云计算的智能硬件开发平台。它不但可以为使用者提供各种智能的设备应用，而且可以通过开发工具，提高SDK与API的服务能力，降低开发成本，协助开发人员进行智能硬件的更新，以及与服务终端的更好的联接，最终降低物联网硬的技术门槛。2.4功能分析功能分析是本设计重要的一环，通过系统分析智能家居所实现的各种功能。本设计根据市场用户实际需求情况进行研究分析。2.4.1温湿度监测功能经研究，气温、湿度对人体有很大的影响，而适当的温度和湿度不仅可以促进精神状态，而且可以提高工作效率。因此，为了实现对室内环境的实时测量，必须建立温度、湿度的监控系统。并由OLED显示屏显示，通过观察人们可以根据需要打开和关闭空调设备，以确保温度和湿度满足舒适性需求。2.4.2火灾报警功能火灾报警系统是一个非常关键的功能。一场大火，轻则倾家荡产，重则家毁人亡。发生火灾的原因有很多，所以，火灾报警功能在智能家居控制系统中尤为重要。主要采用烟雾传感器来检测室内烟雾浓度，并设定好阈值，一旦超过，就会实现声光报警功能。2.4.3窗帘自动控制功能通过检测家中的光照强度并反馈给控制系统，然后控制步进电机进行正转和反转，来完成窗帘的开启和关闭。在灯光昏暗时，把窗帘拉开，在预定的时间关上，这也可以通过手机APP来实现控制。2.4.4空气质量检测功能据了解，如今的家装公司中，很少有公司会将空气质量检测包括在内。因此，空气质量检测对于现在的家庭来说是非常必要的。空气质量传感器用于检测家庭中的有害气体，当超过阈值时就会发出警报。2.4.5灯光自动控制功能自动灯光和自动窗帘的功能在原理上是一致的。都是根据检测到的光照强度来实现相应功能，当光线暗时，自动开灯，光线充足时自动关灯，达到节约能源的目的，此外也可以通过手机APP控制。2.4.6远程控制功能通过对无线网络、蓝牙等无线通讯技术的研究，实现对家居环境的实时监测。另外，这个特性使用了云计算技术，将在家居环境中收集的数据上传到云服务器，用户可以随时登录相应的手机APP进行监控。2.5本章小结本章节主要从实际出发，设计出满足人们需求的功能，并分析功能实现原理。针对要实现的功能，为之后的软硬件设计做好准备。第3章硬件设计3.1硬件电路设计3.1.1芯片设计芯片是单片机设计的核心部分，一块芯片相当于一台计算机，起到完成运算和处理任务的作用，是本设计系统的关键部分。该系统以STM32F103C8T6为核心，以Cortex-M3为核心，不仅功能强大，还具有操作简便、集成度高等优点，在处理运算方面明显优于C51系列单片机。芯片和原理图如REF_Ref101441437\h图3.1和REF_Ref101446460\h图3.2所示。图3.SEQ图3.\*ARABIC1STM32F103C8T6最小系统模块图3.SEQ图3.\*ARABIC2STM32F103C8T6最小系统原理图3.1.2显示模块设计选用OLED显示屏幕主要是其具有视角大、无背光源、对比度高等优点。与LCD相比，OLED耗电更少，更适合较小的系统，显示效果更好。最终选择0.96寸的OLED显示屏，操作方便，功能多样。OLED显示屏和电路设计如REF_Ref101447387\h图3.3和REF_Ref101447413\h图3.4所示图3.SEQ图3.\*ARABIC3OLED显示屏图3.SEQ图3.\*ARABIC4OLED显示屏电路接线3.1.3独立按键设计本设计所需的按键数量不多，采用四个按键作为系统参数和阈值的设置。按键开关属于电子元器件，使用时按下即可。在工作中，当按键按下或松开时，IO口输出电平会也会发生变化，产生高低电平，键的作用是根据电平的高低来实现的。在图3.5和3.6中显示了按键和电路。图3.SEQ图3.\*ARABIC5独立按键图3.SEQ图3.\*ARABIC6按键电路3.1.4电源设计电力供应是控制系统的重要组成部分。本设计采用电压转换模块，有三路输出3.3V、5.5V以及11V，模块上母头可以作为外接电源供电给系统，使用更加方便安全。电源模块如REF_Ref101642467\h图3.7所示。图3.SEQ图3.\*ARABIC7电源模块3.1.5烟雾模块设计该控制系统使用MQ-2型烟雾传感器，并对其进行了测试。可用于检测烟雾，液化气，苯等。在接触到烟气的时候，会引起电导率的变化，电导率可以用来获得有关烟雾存在的信息，然后用于火灾报警功能。在图3.8和3.9中显示了烟尘传感器和线路。图3.SEQ图3.\*ARABIC8烟雾传感器图3.SEQ图3.\*ARABIC9烟雾传感器电路3.1.6空气质量检测模块设计该系统使用MQ-135型空气质量传感器，对空气品质进行监测。MQ-135是一种广泛应用于大气污染监测的传感器，它的特点是成本低廉，使用寿命长，灵敏度高，主要适用于大气中的CO2、NOx、氨、乙醇、苯等。这些气体可以说是室内空气污染检测的主要成分，所以用它来做是再合适不过了。在图3.10和3.11中显示了空气质量传感器和线路。图3.SEQ图3.\*ARABIC10空气质量传感器图3.SEQ图3.\*ARABIC11空气质量传感器电路3.1.7光线检测模块设计利用光探测传感器进行室内光强的探测，当家庭环境光线未达到设置阈值时，该端口输出高电平，当周围的光线超出设定的门限时，该端口将输出一个低电平，通过连接到单片机并根据高低电平变化来判断光线的亮暗程度，进而实现窗帘和灯光自动控制。在图3.12和3.13中显示了实际的和线路。图3.SEQ图3.\*ARABIC12光敏电阻传感器图3.SEQ图3.\*ARABIC13光照强度电路3.1.8温湿度检测模块设计DHT11温度湿度传感器是目前市场上主要的测试器件。主要用于测定大气温度和湿度，测量结束后，将其转化为电信号或其它需要的数据。产品质量好，价格便宜，抗干扰能力好。在图3.14和3.15中显示了元件和示意图。图3.SEQ图3.\*ARABIC14温湿度传感器图3.SEQ图3.\*ARABIC15温湿度传感器电路3.1.9声光报警度模块设计声光报警功能有两部分组成，触发报警时，声音和灯光同时起效果。根据烟雾和空气质量检测模块采集到的数据，当烟雾浓度超过阈值或检测到有害气体时，本系统具有声光报警的功能。在图3.16中显示了电路。图3.SEQ图3.\*ARABIC16声光报警电路3.1.10窗帘和灯光控制模块设计采用步进电机模块和发光二极管来实现窗户和灯光自动控制功能，并借由光线检测模块完成光照强度检测。当检测的光线小于设定值，可以说明此时天暗了，窗帘关闭，灯光也会亮起，反之窗帘开启，灯光关闭。不仅方便单片机开发者使用开放接口，也可以通过本板驱动其他步进电机，适用于各种平台，使用方便。元器件如REF_Ref101705240\h图3.17和REF_Ref102220755\h图3.18所示。图3.SEQ图3.\*ARABIC17步进电机模块图3.SEQ图3.\*ARABIC18LED发光二极管3.1.11WiFi通信模块设计无线网络通讯模块是整个系统的一个关键部件，它是实现远程控制所必需的部件。选择了ESP8266无线网络通讯模块进行了详细的设计。该模块是一种高性能的无线网络接口，使用非常简单方便，适用于物联网产品的开发设计。通信模块和电路如REF_Ref101706137\h图3.19和REF_Ref101706139\h图3.20所示。图3.SEQ图3.\*ARABIC19ESP8266通信模块图3.SEQ图3.\*ARABIC20WiFi通信模块电路3.2本章小结本章中，确定了单片机的核心芯片。根据各传感器模块的性能，设计符合需求的功能模块，作简要分析。第4章软件设计4.1设计所需软件4.1.1编程软件本控制系统采用KeilUvision5软件来完成程序编写。Keil软件有MDK-ARM和C51两种版本，本设计采用的是MDK版的，此版本操作更加简单，可以满足大部分需求，是使用最广泛的一款软件。软件主要使用C语言作为设计语言，它可以实现编写、编译、调试等功能，同时还可以检查代码是否正确，并告知错误的原因，最后经过模拟调试，将代码下载到MCU进行在线功能调试。4.1.2画图软件该方案利用AltiumDesigner为主要的电路设计软件，通过设计、绘图、印刷电路板来编辑整个电路图。使得设计门槛大大减低，减轻了开发的难度，通过熟练使用，可以使电路设计的质量和效率提高很多。MicrosoftOfficeVisio是一款用来绘制流程图的软件。该软件中的图形分类明确，有自己的图库，可以根据自己的实际需求来进行选用，操作十分简单，易上手，可以快速地将想要表达的图形绘制出来，后续进行修改与完善也十分方便，此外在便于上手的同时也具有一定的专业性。4.1.3流程图设计控制系统选用STM32103FC8T6作为主控芯片，主要对温湿度、烟雾、气体、光照传感器等的数据检测和读取，通过OLED显示屏处理，实现声光报警以及窗帘和灯光自动控制功能，并通过WiFi通信模块上传数据，采用机智云平台实现交互功能，借由手机APP对数据进行查看与控制。图4.1中显示了有关该程序的流程图。图4.SEQ图4.\*ARABIC1程序流程图4.1.4主程序设计程序核心代码如下：u8buff[30];//参数显示缓存数组u8count;dataPoint_tcurrentDataPoint;//云端数据点u8wifi_sta;//WIFI连接状态标志u8mode=0;//控制模式¯u8NTP_sta=0;//网络时间获取u8display_contrl=0;u8curtain_flag=0;u8last_curtain_flag=0;externu8DHT11_Temp,DHT11_Hum; //温湿度u16gz_value; //光照度检测 u16m2_value; //烟雾检测u16m7_value; //一氧化碳检测u16m135_value; //空气质量检测u16A_DHT11_Temp=25; //温度阈值u16A_DHT11_Hum=50; //湿度阈值u16A_gz_value=2000; //光照强度阈值u16A_m2_value=2000; //烟雾阈值u16A_m7_value=2000; //一氧化碳阈值u16A_m135_value=2000; //空气质量阈值//协议初始化voidGizwits_Init(void){ TIM3_Int_Init(9,7199);//系统定时usart3_init(9600);//WIFI初始化memset((uint8_t*)¤tDataPoint,0,sizeof(dataPoint_t));//设备状态结构初始化gizwitsInit();//缓冲区初始化¯}//数据采集voiduserHandle(void){currentDataPoint.valueLED=0x01&~LED0;currentDataPoint.valueCurtain=curtain_flag;currentDataPoint.valueTemp=DHT11_Temp;currentDataPoint.valueHum=DHT11_Hum;currentDataPoint.valueGZ_Val=gz_value;currentDataPoint.valueMQ2_Val=m2_value;currentDataPoint.valueMQ7_Val=m7_value;currentDataPoint.valueMQ135_Val=m135_value;}voidGet_Data(u16count);//获取传感器数据voidWIFI_Contection(u8key);//WIFI连接控制voidCanshu_Change(u8key);//系统参数调节voidMode_Change(u8key);voidBUJING_Cotrol(u8mode,u16time,u16count);intmain(void){ u8t=0;intkey_value;//按键值delay_init();//延时初始化NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组uart_init(115200); //串口初始化Adc1_Channe_Init(); //ADC初始化KEY_Init(); //按键引脚初始化//EXTIX_Init();bmp280Init();while(DHT11_Init()); LED_Init(); //初始化与LED连接OLED_Init(); //OLED初始化¯OLED_Clear(); //OLED清屏4.2程序烧录下载之前，准备好下载器，我选用的是STLINK下载器。首先，计算机必须安装驱动程序，以确定下载程序编号，然后将下载器插针连接到一个下载界面上，如REF_Ref101958498\h图4.2所示。至此准备工作完毕。图4.SEQ图4.\*ARABIC2引脚连接接下来进入软件的配置，设置好相关芯片型号和下载器型号，点击下载键，就可以下载了。见图4.3。图4.SEQ图4.\*ARABIC3程序下载4.3WiFi通信模块软件连接本控制系统通过ESP8266通信模块连接机智云平台，执行资料互动。用户需要使用GAgent的固件才能与智慧云计算平台进行连接。GAgent固件是一款基于多种通信模块的软件，它能够为高层次的应用程序与产品设备进行双向的数据通信。GAgent的固件烧录过程如下：1、在机智云网站上下载相应的固件，见图4.4；2、根据ESP8266通讯模块的参数对固件进行验证；3、将USB接口TTL模块与ESP8266通讯模块连接，并进行烧录。图4.SEQ图4.\*ARABIC4GAgent固件文件４、打开下载的flashdownloadtool，依次选择“developermode”、“ESP8266DownloadTool”，然后在打开的软件界面中再选择烧录文件、串口和波特率，点击界面左下角START功能键开始烧录。等待一段时间，当软件界面显示“FINISH”时，固件烧录完毕。固件下载完毕后，需要把GPIO变为悬空或者接高电平，然后重新上电，即可正常工作。软件如REF_Ref102745934\h图4.5所示。图4.SEQ图4.\*ARABIC5ESP8266DownloadTool软件4.4机智云平台设计控制系统通过乐鑫ESP8266通信模块与机智云平台相连接，实现数据交互功能。机智云的接入流程如REF_Ref101958511\h图4.6所示。图4.SEQ图4.\*ARABIC6机智云接入流程（1）注册智能云计算开发人员在使用之前，必须注册一个开发者帐号，该帐号的界面见图4.7。图4.SEQ图4.\*ARABIC7账号注册（2）创建产品第一步是创建产品，在图4.8中显示了接口。图4.SEQ图4.\*ARABIC8创建产品返回到个人专案网页，点击创建新的商品，再进入个性化商品，我们可以设置产品类型、产品名称、移动网络方案、通信方式等等，点击保存后，页面会跳转到产品的个人向导。以下是我设置的基本信息，如REF_Ref101958757\h图4.9所示图4.SEQ图4.\*ARABIC9产品基本信息（3）创建数据点数据点在产品设计中起着关键作用，它主要用于描述产品的性能指标，根据设计产品的功能性需求，设置相关的数据点。同时，通过数据点的自动产生MCU协议，开发者可以根据MCU协议进行智能设备的开发。数据点创建信息如REF_Ref101958833\h图4.10所示。图4.SEQ图4.\*ARABIC10数据点创建4.5手机APP的设计与实现为了降低开发的门槛，机智云根据《APP开源框架》实现了对开源代码的完全控制。当创建好相应的数据点时，就会生成产品的APP参考代码。该软件实现了APP软件的自动生成模块，它包含了用户部分、设备配置、设备发现、设备控制、信息推送等功能。下载好源码后，只要对UI和控制逻辑进行优化即可，根据创建好的数据点，移植完成后，只需添加相关数据点的代码即可，最后通过手机APP的安装，就可以实现远程控制设备，来实现自己的产品设计。应用配置和代码生成如REF_Ref101958949\h图4.11和REF_Ref101958954\h图4.12所示图4.SEQ图4.\*ARABIC11应用配置图4.SEQ图4.\*ARABIC12代码生成4.6本章小结这一章着重于系统的软件设计。对所使用的软件进行了介绍，完成了流程图和主程序的设计。通过对机智云平台的接入，完成产品的创建和参数设定。最后，根据生成的代码并完成相应的改写，实现了手机APP的设计和实现。第5章功能调试5.1功能测试5.1.1温湿度检测功能在上了电源之后，首先进行了室内温度和湿度的测试，OLED的温度是24℃，湿度是50%，通过口吹空气来改变室内的温度和湿度，而在温湿度传感器的感应下，OLED显示的是27℃和90%的湿度。在停止加热后，温度、湿度均下降，回到初始值，经反复试验，各项指标均达到正常值。在图5.1中显示了函数测试。图5.SEQ图5.\*ARABIC1温湿度检测功能测试5.1.2火灾报警功能MQ-2烟雾传感器的检测范围为0-5000ppm，测试时，先设定好报警阈值，然后用打火机在烟雾传感器旁边释放气体来模拟火灾情况，当传感器检测到气体浓度超过阈值时，发出声光报警，并显示烟雾浓度数据，当打火机拿开后，报警解除，数据恢复正常，经过多次测试，功能正常。测试功能如REF_Ref101810588\h图5.2所示。图5.SEQ图5.\*ARABIC2火灾报警功能测试5.1.3空气检测功能MQ-135传感器的检测范围为0-5000ppm，为了方便测试，还是用打火机来模拟有害气体，先设定好阈值，当打火机释放的气体靠近传感器时，显示数据超过阈值，发出声光报警，拿开后，恢复正常，多次测试后，功能正常。测试功能如REF_Ref101810635\h图5.3所示。图5.SEQ图5.\*ARABIC3空气检测功能测试5.1.4窗帘、灯光自动控制功能系统通过光线检测传感器和步进电机模块来实现窗帘和灯光的自动控制功能。测试时，用手遮住光线检测传感器来模拟天黑时的情景，此时，灯会自动开启，并通过步进马达的正向转动来完成窗帘的闭合。当手松开时，灯会自动熄灭，这时，步进电动机倒置，以开启窗帘，经过多次测试后，功能正常。测试功能如REF_Ref101810695\h图5.4所示。图5.SEQ图5.\*ARABIC4窗帘、灯光自动控制功能测试5.1.5远程检测和控制功能将控制系统与手机APP进行连接，进入操作，可以看到相应的数据如图所示，对照OLED显示屏数据，发现数据相吻合。数据显示功能如REF_Ref101810752\h图5.5所示。图5.SEQ图5.\*ARABIC5手机APP数据查看接下来，对灯光控制功能进行测试，当把灯光控制开关打开时，灯光点亮，经过多次测试打开和关闭，功能正常。灯光测试如REF_Ref101810788\h图5.6所示。图5.SEQ图5.\*ARABIC6灯光手动控制最后，是对窗帘的控制功能进行试验，当窗帘控制键开启时，驱动步进马达正向转动，说明窗帘被拉开。关闭后，步进电机反转表示拉开窗帘。经过多次测试，功能是正常的。在图5.7中显示了窗帘的控制功能。图5.SEQ图5.\*ARABIC7窗帘手