家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

PAGE1PAGE5 衡水學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)意大賽計(jì)劃書項(xiàng)目名稱：家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)社團(tuán)制二零二一年

一、項(xiàng)目簡介（500字左右）隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，其中家用電器遠(yuǎn)程控制方面尤為突出，但相比于國外，中國的技術(shù)相對來說比較落后。但也有很多中國企業(yè)從事智能家電的研發(fā)，海爾公司從上世紀(jì)九十年代末到現(xiàn)在一直在研發(fā)智能家居，從最初的控制協(xié)議到今天的交互式應(yīng)用，該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制家庭終端，再到如今的人工智能。隨著社會(huì)的進(jìn)步，生活水平的提高，人們不再只希望于吃飽穿暖，更多希望可以設(shè)計(jì)出一套簡單便捷的設(shè)備，使用手機(jī)遠(yuǎn)程控制家電的方式得到了很多人的支持和推廣，這樣便可以享受方便、快捷的生活方式，給人們的生活質(zhì)量提升一個(gè)檔次。所以，根據(jù)現(xiàn)有的條件可以通過互聯(lián)網(wǎng)和WIFI模塊遠(yuǎn)程控制家電的系統(tǒng)已經(jīng)具備了很成熟的技術(shù)。本項(xiàng)目組以89C52單片機(jī)為核心模塊，使用繼電器模擬家用電器的開關(guān)回路狀態(tài)，結(jié)合ESP8266WIFI模塊、繼電器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、溫濕度傳感器模塊、語音模塊等設(shè)計(jì)出一套能夠在手機(jī)APP上操作的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)的功能實(shí)用、安全、可操作性高，廣泛的投入到生產(chǎn)生活中，對實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)有著重要的意義。通過以上研究及結(jié)論，項(xiàng)目組以對該系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品的營銷發(fā)展方面，項(xiàng)目組將在市場中進(jìn)行發(fā)展，建立起初步的公信力。二、創(chuàng)新點(diǎn)填寫項(xiàng)目情況、技術(shù)水平、產(chǎn)品或規(guī)模的創(chuàng)新性、先進(jìn)性和獨(dú)特性，競爭優(yōu)勢（限200字）本產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是基于STC89C52最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，以單片機(jī)為核心，將硬件與軟件之間連接起來，實(shí)現(xiàn)該裝置的遠(yuǎn)程控制、語音控制、監(jiān)測及報(bào)警功能，整個(gè)裝置符合實(shí)用性、舒適性、方便性、經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)原則。本產(chǎn)品比較適用于一天中大多時(shí)間在外的工作人員及老年人。對于工作人員來說產(chǎn)品可以提供遠(yuǎn)程控制服務(wù)，到家之前就可以先將電燈開起來，不用摸黑開燈；針對老年人呢，可以免去“開”燈的步驟，只需要對電燈說出設(shè)定的語句，即可打開電燈。三、可行性分析本產(chǎn)品為系統(tǒng)核心為STC89C52單片機(jī)，基于ESP8266技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，重點(diǎn)研究智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，首先對智能家居控制系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，將嵌入式軟件與串口協(xié)議結(jié)合測試該系統(tǒng)的可行性，主要內(nèi)容如下：調(diào)研智能家居的現(xiàn)有狀態(tài)，分析現(xiàn)有缺陷與用戶需求，提出家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)優(yōu)化方案采用51系列單片機(jī)作為主控制器，設(shè)計(jì)圍繞單片機(jī)發(fā)出指令的主要控制邏輯與數(shù)據(jù)的首發(fā)邏輯；采用模塊化的設(shè)計(jì)，將整體部分化分為傳感器模塊、單片機(jī)模塊、WIFI模塊、語音控制模塊、繼電器模塊；傳感器作為起點(diǎn)，首先收集家居環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)與設(shè)備自身的數(shù)據(jù)，一同傳送給單片機(jī)處理；研究基于ESP8266模塊的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)家用電器終端傳感器與智能收集的信息交互；研究語音控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在家中通過語音控制燈泡的開關(guān)；基于WIFI通信技術(shù),利用ESP8266串口WIFI模塊與89C52單片機(jī)通信,并與Android手機(jī)連接,通過手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)對燈泡的遠(yuǎn)程控制；系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：簡單、操作方便、響應(yīng)速度快、成本低且易于擴(kuò)展,具有較強(qiáng)的實(shí)用性和較高的市場價(jià)值。如圖所示為硬件裝置的總體框圖。STC89C52STC89C52單片機(jī)電燈火焰?zhèn)鞲衅骰鹧鎮(zhèn)鞲衅鱓iFi模塊WiFi模塊溫濕度傳感溫濕度傳感蜂鳴器蜂鳴器語音識(shí)別模語音識(shí)別模從硬件裝置的總體框圖可以得知，家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要有單片機(jī)控制芯片、語音識(shí)別單元、WIFI模塊、火焰?zhèn)鞲衅?、溫濕度傳感器、電燈和蜂鳴器組成。單片機(jī)通過控制各個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)各種功能。運(yùn)行原理。每個(gè)模塊收集數(shù)據(jù)，然后負(fù)責(zé)處理傳感器收集的數(shù)據(jù)，并發(fā)出指令控制電器設(shè)備。語音模塊。語音模塊主要用于控制家用電器的開關(guān)。ESP8266WIFI模塊。ESP8266有透明傳輸模式，將服務(wù)器信息發(fā)送給ESP8266，然后模塊通過串口將信息傳送給單片機(jī)，單片機(jī)分析就可以做出相應(yīng)的動(dòng)作。溫濕度傳感器模塊。在采集數(shù)據(jù)信息時(shí)，DHT11首先發(fā)出接收命令的信號，然后開始采集溫濕度數(shù)值信息，最后再次切換到低速模式，等待命令再次發(fā)送。已有基礎(chǔ)電子產(chǎn)業(yè)是目前全球化、市場化最為徹底的領(lǐng)域,而追逐高新的技術(shù)和低廉的成

本是電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，只有擁有較高的產(chǎn)品品質(zhì)和低廉的成本優(yōu)勢，才

能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

當(dāng)前階段，我們在同國際電子強(qiáng)國的競爭過程中，應(yīng)該選擇自身強(qiáng)項(xiàng)同其競爭。

當(dāng)前我國的主要優(yōu)勢是成本及市場優(yōu)勢，在這樣的情況下，選擇適應(yīng)中國市場需

求，市場需求增長迅速且又偏于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)，這些將在當(dāng)下的中國電子產(chǎn)

業(yè)中獲得快速的發(fā)展，如

LED

下游應(yīng)用產(chǎn)品，消費(fèi)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)等。

隨著中國進(jìn)入全面建設(shè)小康社會(huì)的歷史時(shí)期，人們消費(fèi)水平進(jìn)入新的升級階段,

社會(huì)對電子信息產(chǎn)品需求將大幅度增長，將有力地促進(jìn)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而電子設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展也前景廣闊。智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、

安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。

智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、

安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。

2005年以后，由于上一階段智能家居企業(yè)的野蠻成長和惡性競爭，給智能家居行業(yè)帶來了極大的負(fù)面影響。2005年-2007年，大約有20多家智能家居生產(chǎn)企業(yè)退出了這一市場，各地代理商結(jié)業(yè)轉(zhuǎn)行的也不在少數(shù)。許多堅(jiān)持下來的智能家居企業(yè)，在這幾年也經(jīng)歷了縮減規(guī)模的痛苦。

由于外國產(chǎn)品進(jìn)軍國內(nèi)市場。到2011智能家居的放量增長說明智能家居行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)拐點(diǎn)，接下來的三到五年，智能家居一方面進(jìn)入一個(gè)相對快速的發(fā)展階段.

2020年以后，各大廠商已開始密集布局智能家居，盡管從產(chǎn)業(yè)來看，還沒有特別成功、特別能代表整個(gè)行業(yè)的案例顯現(xiàn)，這預(yù)示著行業(yè)發(fā)展仍處于探索階段，但越來越多的廠商開始介入和參與已使得外界意識(shí)到，智能家居未來已不可逆轉(zhuǎn)，智能家居企業(yè)如何發(fā)展自身優(yōu)勢和其他領(lǐng)域的資源整合，成為企業(yè)乃至行業(yè)的“站穩(wěn)”要素。在5G、物聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)家裝市場的快速發(fā)展等多重因素的作用下，中國智能家居市場展現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，2016-2020年，中國智能家居市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，2020年，中國智能家居市場規(guī)模同比增長11.4%至1705億元。隨著互聯(lián)網(wǎng)家裝市場滲透率的提高，中國智能家居市場規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2022年將突破2000億元。SWOT分析1.優(yōu)勢（Strengths）國外智能家居的發(fā)展比中國早十幾年，早在1984年，美國建立了第一座智能建筑，它使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來控制大樓內(nèi)的空調(diào)和電梯，這對智能家居的發(fā)展進(jìn)程有里程碑的紀(jì)念意義。2000年，新加坡許多社區(qū)已經(jīng)引入智能家居系統(tǒng)。在這個(gè)方面，美國一直占領(lǐng)先地位。在這期間，日本和韓國等企業(yè)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)商機(jī)，也開始紛紛效仿，開始在智能家居的研究方面也投入了越來越大的精力。他們主要有三個(gè)系統(tǒng)。第一個(gè)是美國系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)從技術(shù)情況來看，是比較先進(jìn)的，但是隨之而來的也有一些缺點(diǎn)，這個(gè)系統(tǒng)價(jià)格比較高，而且安裝起來難度比較大，所以使用的人少，而且推廣起來也有一定的難度。第二個(gè)系統(tǒng)是德國系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是中央控制系統(tǒng)，但是同樣價(jià)格比較高，所以很難推進(jìn)。第三個(gè)是新加坡系統(tǒng)，這個(gè)技術(shù)發(fā)展起來就比較成熟了，還是比較適合中國的。但是同樣推廣起來還是需要一段時(shí)間但本產(chǎn)品系統(tǒng)核心為STC89C52單片機(jī)，基于ESP8266技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，重點(diǎn)研究智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，首先對智能家居控制系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用模塊化的設(shè)計(jì)，將整體部分化分為傳感器模塊、單片機(jī)模塊、WIFI模塊、語音控制模塊、繼電器模塊；傳感器作為起點(diǎn)，首先收集家居環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)與設(shè)備自身的數(shù)據(jù)，一同傳送給單片機(jī)處理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：簡單、操作方便、響應(yīng)速度快、成本低且易于擴(kuò)展,具有較強(qiáng)的實(shí)用性和較高的市場價(jià)值。2.劣勢（Weakness）相比起更加老牌的廠商，在APP的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的APP界面設(shè)計(jì)得過于簡單，因?yàn)樵O(shè)計(jì)初期專業(yè)知識(shí)不夠全面，不如老牌廠商全面；在系統(tǒng)方面，還存在不足的地方，導(dǎo)致界面沒什么美感；在產(chǎn)業(yè)鏈上，需要一定時(shí)間去適應(yīng)生產(chǎn)線流程，提升制作工藝，打磨生產(chǎn)細(xì)節(jié)；在銷售上，需要重新開擴(kuò)市場。3.機(jī)會(huì)（Opportunity）隨著創(chuàng)業(yè)人數(shù)的增加，創(chuàng)業(yè)難度的增大，政府為了保護(hù)和提倡創(chuàng)業(yè)出臺(tái)了各種創(chuàng)業(yè)政策，可以幫助企業(yè)度過前期的瓶頸期，給企業(yè)更多的時(shí)間去適應(yīng)生產(chǎn)線，提升質(zhì)量，找到長期和作伙伴。在提倡環(huán)保的當(dāng)下，綠色節(jié)能成為人們