基于環(huán)境小衛(wèi)星的草原荒漠化監(jiān)測實驗報告(完整資料)

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基于環(huán)境小衛(wèi)星的草原荒漠化監(jiān)測實驗報告(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）基于環(huán)境小衛(wèi)星的草原荒漠化監(jiān)測實驗報告姓名班級學(xué)號指導(dǎo)教師TOC\o”1—3"\h\u18801一實驗背景③。在DenstySlice，選擇File>OutputtoClassImage,將分割結(jié)果輸出為ENVI分類格式。圖24分類結(jié)果圖圖24分類結(jié)果圖=3\*GB3\＊MERGEFORMAT③.在ArcGIS中打開該分類圖，并為其添加標題、指北針和圖例,合理布局,并將其導(dǎo)出為pdf格式的文件。圖25成圖圖25成圖實驗總結(jié)本實驗從原始的環(huán)境小衛(wèi)星CCD—1B圖像開始，反演植被覆蓋圖、并與前一時相的土地利用圖進行差值比較,提取植被發(fā)生變化的區(qū)域，并通過密度切分為其制作分類圖。實驗涉及環(huán)境小衛(wèi)星的數(shù)據(jù)讀取、輻射定標、圖像配準、大氣校正、植被覆蓋遙感反演過程、植被覆蓋變化監(jiān)測等內(nèi)容。基于藍牙控制的的燈光控制系統(tǒng)第一章功能描述1、本設(shè)計采用藍牙作為上位機和下位機之間的通信方式，本設(shè)計使用手機APP作為上位機控制下位機（單片機）。2、采用ＤS1３02時鐘芯片,通過開發(fā)板上的數(shù)碼管顯示時分秒,即使斷開電源，ＤＳ130２芯片中的時間也會正常走，不需要重復(fù)寫入時間。３、手機連接藍牙后，手機APＰ可以控制LEＤ燈顯示紅綠藍三種顏色，還可以向單片機發(fā)送LＥD燈亮的時間以及燈滅的時間.4、當燈亮的時候，可以通過按鍵調(diào)節(jié)占空比調(diào)節(jié)燈光亮度也就是PWM調(diào)光。在燈光開啟之前以及燈滅之后ＰWM調(diào)光按鍵無效。第二章下位機軟件設(shè)計思路以及原理本設(shè)計使用了STＣ１２C5A60S２單片機、數(shù)碼管、HC-０５藍牙模塊、LEＤ彩燈、ＤS1３0２時鐘模塊。２。1單片機程序設(shè)計單片機部分程序設(shè)計主要包括定時器0和定時器1以及串口部分程序設(shè)計2。1．1定時器以及ＰWM調(diào)光部分程序設(shè)計定時器主要用到了定時器0以及定時器1，在本設(shè)計中有一項功能是PWM調(diào)光功能，由于單片機沒有PWM模塊，所以在本設(shè)計中我們采用定時器0來模擬實現(xiàn)PＷＭ的功能，其中定時器0的初始化程序如下所示。vｏidTｉｍer0Iｎｉt(）｛?TＭＯＤ=0x02;/／定時器0，工作模式２，8位定時模式?TH0=2１0;／/寫入預(yù)置初值(取值1－25５，數(shù)越大ＰＷM頻率越高） ＴＬ0=2１0;／/寫入預(yù)置值（取值1—255，數(shù)越大PWM頻率越高）?ＴR0=１;//啟動定時器０ PWM_Ｔ=0;｝ｖoｉdtiｍｅr0()inｔｅrrupt1｛?t+＋;/／每次定時器溢出加1 if(ｔ＝=250)//PＷＭ周期1００個單位 ｛t=0；//使t=0，開始新的PWM周期 P1=0x07&Ｐ1；//輸出端口｝?if(PWM＿Ｔ＝＝ｔ）//按照當前占空比切換輸出為高電平 {Ｐ１=0xf8|P１；}}這一部分程序主要是讓單片機每個45微秒進入一次定時器0中斷,其中ｔ每隔4５微秒加一次,計數(shù)到２50的時候重新置零，并讓Ｐ1的高五位置零,也就是亮度達到最大。PWＭ_Ｔ是調(diào)節(jié)占空比的，初始值是0,是通過按鍵控制ＰWM＿Ｔ數(shù)值的增加與減少的。當PWM_T的數(shù)值與t相等的時候?qū)ⅲ?的高五位置為高電平.定時器１部分程序設(shè)計如下所示voiｄTimer1Ｉｎiｔ(vｏid) ?//timer1初始化程序｛ TMＯＤ＆=０ｘ0F；??//設(shè)置定時器模式?TMＯＤ｜＝０ｘ１0;??//設(shè)置定時器模式 TＬ1＝0x００；??/／設(shè)置定時初值 TH1=0ｘEE;? ／/設(shè)置定時初值?TF1=0; ?／/清除ＴF1標志 TR1=1； ?／/定時器1開始計時｝vｏidｔimeｒ1(）intｅrrupt3{ TL1=0x00；? //設(shè)置定時初值?TH1=0xEE； //設(shè)置定時初值 keyscan(）； t1++;?if(t1=＝10０)?｛ wｒite_1302（０ｘ8ｅ，0x00）; hour=rｅaｄ＿１3０2（0ｘ85）； ? ｍinuｔe=reａd_1302（０x8３)；????ｓecｏnd=reａd_13０2(０x8１)； ??write_1302(0x8e,０x80)；?? t1=0;?}//?if（t1=＝20)t＝0;}定時器１設(shè)置每5ms進入一次中斷，進入中斷之后先重裝初值，然后進行按鍵掃描,本設(shè)計中只用到了獨立按鍵,所以只需要掃描兩個按鍵就行了。沒進入一次t1就加1，當t1等于100的時候也就是５00ms的時候讀取一次DS１302的時,分，秒。因為ＤＳ1302的時，分，秒三個變量每隔一秒種才變化一次，所以每個500ｍｓ讀取一次是比較節(jié)省資源的做法，而且可以保證數(shù)據(jù)讀取無誤。2。１。2串口部分程序設(shè)計voidsend＿daｔａ(uchaｒbyｔｅ）//串口發(fā)送函數(shù)｛ SBUF=byte； ｗhile（!TI)； TＩ=0; }voidUａrtInｉt（voｉｄ）? //串口初始化baｕd=9６00；｛ ＰCＯN&=０x７F； ?//波特率不倍速 SCＯN=０x50；? //8位數(shù)據(jù),可變波特率 AUXR＆=0xFB；??／／獨立波特率發(fā)生器時鐘為Fｏsｃ/1２，即１2T?BRT=０ｘFD； ／/設(shè)定獨立波特率發(fā)生器重裝值 ＡUＸR｜=０x01；??//串口1選擇獨立波特率發(fā)生器為波特率發(fā)生器?AUＸＲ|=０x10；??/／啟動獨立波特率發(fā)生器｝由于本設(shè)計中兩個定時器都用到了,所以我們無法使用定時器作為波特率發(fā)生器,本設(shè)計中使用的是ＳＴC12C５A(chǔ)6０Ｓ2單片機,內(nèi)部含有獨立波特率發(fā)生器BＲT，所以本設(shè)計使用獨立波特率發(fā)生器。設(shè)置波特率9６０0。本設(shè)計中串口發(fā)送程序是單片機測視的時候使用的，是為了直觀的看到上位機與下位機之間通信的內(nèi)容。2。2通信協(xié)議部分程序設(shè)計由于上位機與下位機之間每次通信的內(nèi)容有很多字節(jié),所以手機和單片機之間使用藍牙通信必須按照一定的協(xié)議，這樣才能成功的將數(shù)據(jù)打包,數(shù)據(jù)打包完成之后，我們才能夠正確的區(qū)分數(shù)據(jù)類型,區(qū)分出該數(shù)據(jù)是切換LED顏色的還是LED的定時開關(guān)時間。voiｄuarｔ(）interrｕpt4//串口中斷{ ｉf(RI）?{??RI＝0； reｃ_ｄａt(yī)a=ＳBUF；??if（k=＝１)? {shｕｚu[i］=rec_data；i++；if（i==6）i=0，k＝0;?｝ ?ｉf(rｅｃ_ｄata==０xee）k=1； ｝｝ｖｏidrsckongzhi(）串口數(shù)據(jù)處理｛ switch(ｓｈuｚu[0］） ｛? case１：??? if（ｓhｕzｕ［１]==1）｛Ｐ2５=1；P24=０;Ｐ22=0;red=1；｝? ? ｅｌsｅif（shuzu［１］==2）{Ｐ25=0;P２4＝1;P２2=0；gｒeen＝１；｝? eｌseif(shuzu［１]==4){Ｐ25=0;P24=0；P２2=１；bｌuｅ=1;} cａse3： oｎshi=sｈuzｕ［2]; ｏnｓhi=ZhuanHuaｎ（ｏｎshi)； ?? onfeｎ=ｓｈuｚu［3]; ｏnfen=ＺｈuａnHuan(onfeｎ)； ?offsｈi=shuzu［4］；?oｆfshi=ZhｕaｎHuaｎ(ｏfｆsｈi）；????offfｅn＝shｕzu［5]；?offfen=ZhuaｎHuan（offfｅn）; ｝}串口中斷里面的內(nèi)容是把0Xeｅ當作一包數(shù)據(jù)的識別碼，當我們檢測到0XEE的時候也就找到了一包數(shù)據(jù)的開頭.不過我們將０XＥE后面的六個字節(jié)的內(nèi)容放進數(shù)組里面。我們使用rskongzhｉ函數(shù)對數(shù)組里面的內(nèi)容進行處理，當檢測到ｓhuzu［0］是1的時候就說明他是燈管顏色切換信息,然后我們再對ｓhuzu［1]進行判斷，如果shｕzu[1]是１，則是紅燈亮；如果shuzu［１]是2，則是綠燈亮；shuzｕ［2］是4，則是藍燈亮.如果shuzu［0]是３，就代表該信息是LED定時開關(guān)信息。此時我們分別將sｈuzu［2]到sｈuzu[5］分別賦值給ｏnsｈi，oｎfen，ｏffｓhi,offfeｎ。然后while循環(huán)中不斷地對比實時時間和定時開關(guān)時間，當時實時時間與定時開時間相等的時候就將PWM_T值賦為250,也就是占空比為百分之百，同時開定時器中斷。當定時關(guān)時間與實時時間相等的時候?qū)ⅲ蹋牛臒粢_電平拉高（ＬED燈是共陽的），關(guān)定時器中斷。2。3ＤＳ1３02時鐘程序設(shè)計由于DS１302讀寫程序過多，所以我在這里就不顯示讀寫程序了，只對其原理進行介紹其讀取時序圖如上所示對于數(shù)據(jù)寫入：開始的8個SCLK周期,輸入寫命令字節(jié)，數(shù)據(jù)字節(jié)在后８個SCLＫ周期的上升沿輸入。數(shù)據(jù)輸入位0開始。對于數(shù)據(jù)讀?。洪_始的８個SCLＫ周期，輸入一個讀命令字節(jié)，數(shù)據(jù)字節(jié)在后8個ＳCＬＫ周期的下降沿輸出。注意,第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的第一個下降沿發(fā)生后，命令字的最后一位被寫入命令字節(jié)的最后一位被寫入。當CE仍為高時。如果還有額外的SCＬＫ周期，ＤS1302將重新發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié),這使DS1３02具有連續(xù)突發(fā)讀取能力。第三章AＰP軟件制作３。１開發(fā)軟件介紹易安卓，ＥasyFｏrＡｎdrｏid,簡稱Ｅ4A，是國內(nèi)首款中文可視化安卓應(yīng)用開發(fā)工具。E４Ａ的核心編譯器和支持庫擴展自谷歌開源的Sｉｍpｌe項目。編程者使用的是中文編程語言，可以在沒有ｊava編程語言的基礎(chǔ)上快速實現(xiàn)一個簡單的安卓手機APＰ的開發(fā)。本AＰP軟件的設(shè)計,主要實現(xiàn)了手機連接HＣ—05藍牙模塊，通過三個按鍵分別控制三個不同顏色的燈的開關(guān),通過窗口切換,定時控制燈的開啟時間和關(guān)閉時間。在藍牙連接成功后能夠進入主窗口，在主窗口有三個控制燈光的按鈕，小組成員的介紹標簽，AＰP軟件的標題。其中按鈕定時設(shè)置，點擊之后能夠進入定時設(shè)置的界面，此界面可以輸入燈光定時的開啟時間和關(guān)閉時間，從而實現(xiàn)對燈光的定時控制．３。2軟件整體設(shè)計軟件的整體設(shè)計主要包括設(shè)計的思路,整體的框架，內(nèi)容的布局等等。軟件設(shè)計思路從實現(xiàn)的功能出發(fā),主要包括了藍牙搜索的顯示界面,主窗口和時鐘窗口.其中主窗口主要用來顯示APP功能標題,小組成員介紹標簽,三個顏色燈光的控制按鈕,窗口切換提示標簽,定時設(shè)置切換窗口按鈕等等。登陸的顯示界面主要用于顯示搜索到的藍牙設(shè)備，點擊藍牙設(shè)備便可以實現(xiàn)連接設(shè)備．界面有兩個按鈕，分別是搜素設(shè)備和停止搜索,點擊搜索設(shè)備,即可顯示當前發(fā)現(xiàn)的藍牙設(shè)備名稱，點擊藍牙便可以實現(xiàn)連接,如果藍牙連接成功,便可以進入主窗口界面,點擊定時設(shè)置按鈕，能夠進入定時窗口界面.定時窗口界面主要有標簽定時設(shè)置，輸入開關(guān)開的定時時間，開關(guān)關(guān)閉的定時時間，以及保存并發(fā)送的按鈕,如果點擊了這個按鈕,便可以將輸入的時間設(shè)置按照規(guī)定的協(xié)議發(fā)送給單片機，從而實現(xiàn)單片機的定時控制。軟件的操作流程圖如下圖3-1所示.圖3－１軟件操作流程圖3．３軟件編程設(shè)計軟件的編程采用的是中文的編程方法,通過模塊化編程實現(xiàn)整個APＰ的功能調(diào)用.其中軟件的模塊主要分為主窗口,登陸設(shè)備窗口，定時窗口.3.3．1登陸窗口編程設(shè)計在登陸設(shè)備窗口，主要是藍牙的搜索顯示和連接.其代碼如下:事件按鈕_搜索設(shè)備．被單擊（)列表框1．清空項目（)?藍牙1.搜索設(shè)備()’搜索設(shè)備?彈出提示(”正在搜索”）結(jié)束事件事件按鈕_停止搜索．被單擊()藍牙1。停止搜索(）結(jié)束事件事件藍牙1．發(fā)現(xiàn)設(shè)備(設(shè)備名稱為文本型,設(shè)備地址為文本型,是否已配對為邏輯型）列表框１．添加項目(設(shè)備名稱＆"”＆設(shè)備地址＆”＂&是否已配對)結(jié)束事件上述代碼分別為藍牙的搜索,停止搜索以及藍牙的正確連接。ＡPＰ的登陸界面如下圖3-2所示。3－２登陸界面3.３。２主窗口代碼編程如果AＰＰ成功連接了藍牙設(shè)備，便可以自動進入主窗口界面。主窗口主要有三個燈光控制按鈕，一個定時設(shè)置窗口切換按鈕，小組成員顯示標簽和AＰP主題標簽。其中按鈕的操作是窗口的重點,其代碼如下：事件按鈕_開關(guān)１．被單擊（） '開關(guān)控制的命令為：eｆｅe01開關(guān)控制00０00０００ ’開關(guān)控制為8個二進制各為1為相對應(yīng)的開關(guān)藍牙結(jié)束事件事件按鈕_開關(guān)2．被單擊（）藍牙結(jié)束事件事件按鈕_開關(guān)３。被單擊（）藍牙結(jié)束事件通過定義三個按鈕的發(fā)送協(xié)議,當單片機通過串口接收到數(shù)據(jù)后，通過對數(shù)據(jù)的讀取,便可以實現(xiàn)三個燈光的控制.協(xié)議的定義見如下編程代碼:事件主窗口。切換完畢（）?’判斷設(shè)置需重刷新窗口控件 如果讀取設(shè)置("傳保存參數(shù)")="1”則? 保存設(shè)置（＂傳保存參數(shù)”,＂0”) 結(jié)束如果?’判斷是否為定時設(shè)置保存，如是就發(fā)送串口命令?如果讀取設(shè)置(”傳保存參數(shù)＂)="2"則 ?'定時數(shù)據(jù)發(fā)送命令為EＦEE03狀態(tài)開時開分關(guān)時關(guān)分 藍牙１．發(fā)送數(shù)據(jù)（十六進制到字節(jié)集(”fｅee03＂&讀取設(shè)置("定時使能”）&讀取設(shè)置(”定時開時")&讀取設(shè)置（"定時開分＂)&讀取設(shè)置（”定時關(guān)時＂）&讀取設(shè)置（”定時關(guān)分＂）))＇發(fā)送消息? 保存設(shè)置（"傳保存參數(shù)”，"0"） 結(jié)束如果結(jié)束事件主窗口的界面設(shè)計如下圖3－3所示。圖3-3主窗口界面如果點擊了定時設(shè)置的按鈕，便可以進入開關(guān)定時設(shè)置按鈕,窗口的切換代碼如下所示.事件按鈕_定時設(shè)置。被單擊（)?變量臨時文本為文本型 臨時文本＝字節(jié)集到十六進制（串口數(shù)據(jù)組合）?’由于沒有全局參數(shù)，所以在這增加保存設(shè)置 保存設(shè)置(”定時使能＂,取文本中間（臨時文本，14,2））?保存設(shè)置(＂定時開時”,取文本中間（臨時文本,16，２））?保存設(shè)置(＂定時開分”，取文本中間(臨時文本,１8，2）)?保存設(shè)置（”定時關(guān)時”，取文本中間(臨時文本,2０,2）)?保存設(shè)置（"定時關(guān)分”,取文本中間(臨時文本，22，2））如果讀取窗口（＂窗口2")＝空則?保存窗口(”窗口２＂，創(chuàng)建窗口2）?結(jié)束如果?切換窗口（讀取窗口（"窗口2")）結(jié)束事件如果點擊定時按鈕之后，便可以切換至開關(guān)定時設(shè)置窗口，窗口的設(shè)計如下圖3—4所示：圖3—4定時開關(guān)設(shè)置界面如上圖所示,當需要輸入開啟時間和關(guān)閉時間的時候，便會調(diào)用系統(tǒng)的數(shù)字輸入，從而能夠輸入開關(guān)的開啟時間和關(guān)閉時間．實現(xiàn)開關(guān)的定時操作.３。4軟件測試軟件的調(diào)試通過軟件的編譯,如果編譯成功，便會生成APK文件,從而能夠在手機端安裝.通過連接藍牙，用串口助手接收手機端發(fā)送的數(shù)據(jù)格式是否正確，便可以測試手機APP是否能夠正常工作．本系統(tǒng)采用的串口助手是SＴC官方網(wǎng)站提供的ＩSP軟件，軟件的操作界面如下圖３－5所示．圖3-5串口助手操作界面通過設(shè)置與藍牙相同的波特率,便可以實現(xiàn)接收手機發(fā)送的數(shù)據(jù)，在發(fā)送的數(shù)據(jù)中,均采用1６進制的數(shù)據(jù)發(fā)送.第四章系統(tǒng)軟硬件測試4．１系統(tǒng)硬件連接圖4－１燈光控制系統(tǒng)硬件連接圖4。2燈光顏色控制當手機APP通過藍牙與單片機連接成功后,我們可以通過APP上相應(yīng)的調(diào)色功能按鍵實現(xiàn)ＬED燈在紅綠藍三種顏色之間的切換，三種燈光顏色的顯示效果如圖４—2的（ａ)、（b)、（ｃ）所示。（ａ)（b)（c）圖4-2(a，b,c）LＥD燈分別顯示紅色、綠色和藍色４．3燈光定時控制選擇手機APP上的定時功能,可以使LEＤ燈在設(shè)定的時間內(nèi)發(fā)亮,達到燈光的定時效果，演示效果如圖４—3所示。我們設(shè)置的是1０點17分開燈，10點18分光燈，其開燈之前,開燈之后,以及關(guān)燈之后如圖4-3(ａ，b，ｃ所示)ａbc圖4—３(a，b，c）燈光的定時調(diào)節(jié)效果圖４.4燈光亮度控制采用PWM調(diào)光技術(shù)，通過按鍵調(diào)節(jié)占空比,可以實現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié).硬件設(shè)計中,當燈光開啟后，我們可以通過設(shè)計的兩個按鍵（亮度加強/減弱)控制燈光實際的顯示亮度。具體的效果如圖4-４所示。圖4-４燈光亮度調(diào)節(jié)效果圖目錄ＴO(shè)Ｃ\o”1-3＂\h\z\uHYＰＥRＬINK1設(shè)計背景及概述?ＰAGEREF＿Ｔｏc461954820\h２１.1研究目的和意義?PAGERＥF_Ｔoc461９５４８2１\h21。２應(yīng)用背景 PＡGＥＲＥF＿Toc4619548２2\h２HYPERLＩNK\l”_Toc4６19548２3＂1.3社會效益與經(jīng)濟效益 ＰAＧＥＲEF＿Toc461９548２3\h32項目設(shè)計原理?PＡＧEREF_Toc4６１９548２4\h4２．1原理概述 ＰAGＥＲEＦ＿Toc46１9５482５\ｈ42.2硬件設(shè)計原理?ＰAGEREＦ_Toc46195４8２6\h4２。３設(shè)計框圖 PAGEREF_Ｔoc461９54８２7\ｈ１２ＨYPERＬINK\l”_Tｏc4６195４828"２．４軟件設(shè)計原理及思想 PＡGEREF＿Toc461954８28\h12ＨYPERLＩNK\l”_Tｏc4619５48２9"3操作流程、實驗調(diào)試過程 ＰAGEREF_Toｃ461954829\h1３3．1操作流程 ４８３0\h13HYPERＬINK3.2實驗調(diào)試過程?PAＧEREＦ＿Tｏc46１954８３１\h１３HYPEＲＬINK\l"_Ｔoｃ461９54832”4實驗中出現(xiàn)的問題及解決情況?ＰAGEREF_Toc461954832\h13HYＰEＲLINＫ\l＂_Toc4６19５４８33”5附程序源代碼參數(shù)設(shè)計 PＡGＥRＥＦ_Tｏc4６19548３3\h１46設(shè)計達到的目標及參數(shù) PAGＥREF_Toc4619５4８３4＼h157完成情況及結(jié)果?PＡGＥREF_Tｏc４619５4835＼h15ＨＹPERＬINK\l”_Tｏｃ461954836＂8設(shè)計者對本設(shè)計的評述及通過設(shè)計的收獲體會 PAＧEREＦ_Tｏc４6195４83６\h1５9參考文獻 ＰＡＧEＲEF_Toｃ4６195483７\h17１設(shè)計背景及概述１。1研究目的和意義隨著社會的發(fā)展,生產(chǎn)技術(shù)的更新,物聯(lián)網(wǎng)理念如今已經(jīng)逐漸深入人心，并隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展逐漸觸及社會的每一個角落。一個智能化的控制系統(tǒng),不僅能夠幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間,增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金.［1］但很少有將這種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)生宿舍.然而,隨著各大高校的擴張,在校大學(xué)生的人數(shù)越來越多,學(xué)生宿舍的不穩(wěn)定因素因素也越來越多,在當代社會信息化、智能化快速發(fā)展的背景下，基于這些因素，設(shè)計了“智慧宿舍"系統(tǒng)來對學(xué)生宿舍經(jīng)行管理是有現(xiàn)實意義的。1.2應(yīng)用背景自從1９８４年后，美國、歐洲等經(jīng)濟發(fā)達的西方國家和部分電子行業(yè)先進的東南亞國家,看到了智能家居存在的巨大的潛在市場價值后，紛紛投入人力物力進行相關(guān)研究。由于西方等國家的經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)當時走在世界前列，他們在這方面的研究也相對深入。人工智能是人類發(fā)展進步的重要環(huán)節(jié)，還在很早的時候，人們就開始在文學(xué)作品和影視作品中幻想著先進的智能控制技術(shù)，例如熟知的《巧啦Ａ夢》和《變形金剛》等，機器人和智能家居都是人工智能研究的重要方向,其目的都是為了極大的方便人類的生活,增強社會生產(chǎn)力，促進化會發(fā)展.由于西方等國家的經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)當時走在世界前列，他們在這方面的研究也相對深入.特別是19９８年在新加坡舉辦的＂亞洲電器與電子消費品博覽會上＂推出的＂未來之家＂智能家居系統(tǒng)深受用戶的好評，當時的功能已經(jīng)包括：抄表、部分家電控制、電話接入、智能布線箱等，這個成功的案例為智能家居研究人員指明了方向，也初步定義了智能家居的功能需求.當然隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于生活品質(zhì)的要求也在不斷提升,相應(yīng)的功能要求也隨之不斷更新。國內(nèi)相比西方發(fā)達國家來說起步較晚,19９4年才從美國等發(fā)這國家首次進曰智能家居設(shè)備，真正開始進入實質(zhì)性研究也就是從２00０年開始，我國才有了具有獨立自主研發(fā)功能的相關(guān)公司.所以國內(nèi)智能家居的研究大概可被分為以下幾個階段:萌芽期:整個行業(yè)還處在一個熟悉概念、產(chǎn)品認知的階段,國內(nèi)沒有專業(yè)的智能家居生產(chǎn)廠商,只是有個別的廠商代賣美國的一些概念產(chǎn)品，實際效果更偏向于“家居自動化”。徘徊期：送個階段,大量的企業(yè)開始著手做智能家居,雖然在功能上實現(xiàn)了一定的“智能化”,但大部分廠商盲目夸大其實際作用，使得用戶的認同感很差，很多廠家都在這個時期夭折。融合發(fā)展期：近些年,隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的不斷深入，家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電的高度融合使得智能家居不斷發(fā)展,生產(chǎn)研發(fā)開始正規(guī)化，價格也趨于“平民化",加之國家政策的不斷傾斜，智能家居正在迎來一個嶄新的發(fā)展機遇期，向著真正意義上的“智能家居”又開始大踏步的向前走[2］.由此可看出,國內(nèi)的智能家居還處于一個比較低層次的階段,智能家居系統(tǒng)的集成性、系統(tǒng)性還不夠完善叫但也可W從另一方面可看出智能家居在國內(nèi)還有很大的潛在開發(fā)價值,一些知名的企業(yè)如天津瑞朗,青島愛爾豪斯，海爾，華為等已經(jīng)在智能家居方面做了不少研究。而對于大學(xué)生來說，宿舍就是大學(xué)生的家?，F(xiàn)在大學(xué)生已經(jīng)充分享受到了科技帶來的諸多便利，但“智能家居”卻并沒有在校園宿舍中得到應(yīng)用和發(fā)展，智慧宿舍的發(fā)展正處于空窗期。經(jīng)調(diào)查智慧宿舍在經(jīng)濟方面是大學(xué)生可以接受的。相關(guān)元器件價格不斷下降，技術(shù)越來越成熟，使得智能宿走進了我們普通人的生活。其系統(tǒng)功耗低、操作簡便、穩(wěn)定性高、實時性好。系統(tǒng)主要應(yīng)用了單片機技術(shù)和現(xiàn)代化電子通信技術(shù),具有多項功能。具有性能穩(wěn)定、能全天候工作、耗電省，安裝使用方便等特點。研究目的基于生活的便捷及高效的方向出發(fā),主要是為了改進當下宿舍的監(jiān)控方式落后及使用不方便等缺點，本設(shè)計的智能代替了傳統(tǒng)設(shè)備手動機械控制，不僅效率高、成本低、使用方便、可控性強，更能提升安全性性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境［3]。1.3社會效益與經(jīng)濟效益如今在學(xué)校的寢室里,學(xué)生貴重物品被盜、由于學(xué)生過失而引起著火等事故時有發(fā)生，這些都是一直以來困擾著學(xué)生、學(xué)工以及學(xué)校保衛(wèi)處的“大問題".傳統(tǒng)的防范措施存在很大的弊端，比如當事故發(fā)生時,防護鐵門、鐵欄桿就會成為主人逃生的最大障礙。而采用智能防火防盜報警系統(tǒng),便能很好地解決此類問題了。但是市場上防火防盜系統(tǒng)價格對大學(xué)生來講過高，本系統(tǒng)便是針對大學(xué)宿舍，從低成本的角度來設(shè)計制作的［４］。以保證學(xué)生人身及財產(chǎn)安全免受損失,在進行具體設(shè)計的時候要考慮到許多理論與實際的問題,對所有的技術(shù)運用做一個總結(jié)，探索出了一種適合學(xué)生宿舍使用并且價格合理的智能安防系統(tǒng)，在極大提升學(xué)生宿舍的安全系數(shù)的同時，成本控制在兩百元以下，易于推廣容易被廣大學(xué)生所接受.2項目設(shè)計原理２。1原理概述智慧宿舍的主控芯片采用Ａrｄuinｏ，其優(yōu)勢就在于其開發(fā)方便，兼容性好,處理速度快。系統(tǒng)分為5部分:Arduino核心板，煙霧監(jiān)測模塊，ＧSＭ模塊及熱釋紅外模塊，蜂鳴器或語音模塊.如圖1所示,Arduino核心板負責一系列狀態(tài)檢測，數(shù)據(jù)處理,邏輯處理及執(zhí)行控制。煙霧監(jiān)測模塊用于檢測煙霧，當宿舍發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生煙霧時，可感知煙霧并將當前狀態(tài)發(fā)送至Ａrduino核心板。熱釋紅外模塊用于檢測是否有人經(jīng)過,當宿舍人員全部離開后,安防系統(tǒng)開始工作；當有人進入時可感應(yīng)到有人非法闖入,并將次狀態(tài)發(fā)送至Arｄuｉｎｏ核心板.GSＭ模塊用于發(fā)送手機短信，當盜竊、火災(zāi)等事故發(fā)生時,通過Aｒduino核心板的控制可使該模塊向固定手機號碼發(fā)送短信,提示用戶.蜂鳴器或語音模塊用于語音報警，當出現(xiàn)意外狀況時，發(fā)出警報聲。2．2硬件設(shè)計原理2。2.1主控芯片ＡrｄｕinoArduｉno是近年來快速流行起來的一種控制器，它是一個硬件平臺，使用的核心是一個AVR芯片,整塊控制板類似于單片機開發(fā)板，但是在功能上強大了很多。Ａrduino是一款便捷靈活、方便開發(fā)者使用和上手的開源電子原型平臺，包含各種型號的Ａｒｄuinｏ板及擴展板硬件資源和ArduinoIDＥ軟件資源。Arduino不僅僅是全球最流行的開源硬件,也是一個優(yōu)秀的硬件開發(fā)平臺,更是當前硬件開發(fā)的趨勢。Arduinｏ構(gòu)建開放源代碼的siｍpleI/O接口板,使用Jaｖa,C語言的Pｒｏcessing/Ｗiｒｉｎg開發(fā)環(huán)境。開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境簡單、易理解，使用者可以快速做出有趣的東西。Aduinｏ可以配合ＬED燈、蜂鳴器、按鍵、光敏電阻等電子原件一起工作。我們所使用的ArduｉｎoUNO是目前使用最廣泛的Arduinｏ控制器，具有ArduinoUNＯ時ＡｒdｕｉnoUSＢ接口系列的最新版本，電路如圖１所示。作為Arｄuino平臺的標準模板.ＵNＯ的處理器核心是AＴmega328，它包括14路數(shù)字輸入/輸出接口（其中６路可作為ＰWM輸出,６路模擬輸入),一個１6ＭHz晶體振蕩器，一個USＢ接口，一個電源插座,一個IＣSP接口和一個復(fù)位按鈕，。在掌握了ArduinoUＮO開發(fā)技術(shù)以后,就可以將自己編寫的代碼輕松地移植到其他型號的控制器上,可以用來開發(fā)交互產(chǎn)品,比如可以讀取大量的開關(guān)和傳感器信號,并且可以控制各式各樣的電燈、電機和其他物理電子設(shè)備等[5］。Aｒdｕino的優(yōu)勢就在于其開發(fā)方便,兼容性好，處理速度快。對Ardｕino的編程是利用Arｄuiｎｏ編程語言(基于Wｉｒinｇ)和Aｒduino開發(fā)環(huán)境(基于Ｐrｏｃessing)來實現(xiàn)的?；贏rduｉno的項目，可以只包含Aｒｄuｉno，也可以包含Ａrduiｎｏ和其他一些在PC上運行的軟件，他們之間進行通信（比如Flａsｈ，Prｏｃesｓing,ＭaxMSP）來實現(xiàn)。Arduｉｎo具有一下特色：開放源代碼的電路圖設(shè)計,程序開發(fā)接口可免費下載，也可以依需求自己修改。使用低價位的微處理控制器，(AVR系列控制器），可以采用ＵSB接口供電,也可以使用外部DC9Ｖ電源。Ａrduｉno支持ISP在線燒寫，可以將新的bootloader固件燒入AＶR芯片。有了boｏtlｏadeｒ之后，就可以通過串口或者USB轉(zhuǎn)RＳ232的轉(zhuǎn)換線來更新固件?？梢罁?jù)官方提供的Eagle格式的PＣB和ＳCH電路圖簡化Arduino模組，完成獨立運行的微處理；可簡單地與傳感器、各式各樣的電子原件連接（例如:熱敏電阻、光敏電阻、伺服電機等)。支持多種互動程序，如：Flash、Mａｘ／MSP、VVVV、PD、C、Ｐrocessing等。應(yīng)用方面，利用Arduiｎo,突破了以往只能使用鼠標、鍵盤、CCD等輸入裝置互動的限制，可以更簡單地完成單人或多人互動游戲。［5]圖１ArdｕinoUＮＯRev3電路圖2。2。2煙霧檢測模塊煙霧濃度的傳感器經(jīng)過與其他產(chǎn)品比較后,采用的是ＭQ-2型煙霧傳感器，該傳感器采用的是在正常空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫，當可燃氣體外泄時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中雜質(zhì)氣體濃度的增加而增大,即可通過高低電平的變化來判斷煙霧濃度的大小.性能參數(shù)如表1,圖2為ＭQ－2型煙霧探測傳感器器對于不同氣體的探測靈敏度?？梢杂糜诩彝ズ凸S的氣體泄漏監(jiān)測裝置，適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、煙霧等的探測;模塊特色:采用優(yōu)質(zhì)雙面板設(shè)計,具有電源指示和TＴL信號輸出指示；2、具有DＯ開關(guān)信號（TTＬ）輸出和ＡO模擬信號輸出；３、ＴTL輸出有效信號為低電平.（當輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機或繼電器模塊）４、模擬量輸出電壓隨濃度越高電壓越高。5、對液化氣,天然氣,城市煤氣，煙霧有較好的靈敏度。6、有四個螺絲孔便于定位；7、產(chǎn)品外形尺寸：３2(L)＊２0（W）*22（Ｈ）8、具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性9、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性電氣性能：輸入電壓：DC5V功耗（電流）:150mAＤO輸出：TTL數(shù)字量０和1(0。1和5V）AO輸出：0．1—０.3Ｖ（相對無污染)，最高濃度電壓4V左右特別提醒：傳感器通電后,需要預(yù)熱2０S左右，測量的數(shù)據(jù)才穩(wěn)定,傳感器發(fā)熱屬于正?，F(xiàn)象，因為內(nèi)部有電熱絲，如果燙手就不正常了。接線方式：1、VCＣ:接電源正極（5V）2、GNＤ：接電源負極3、ＤO：TTL開關(guān)信號輸出4、AO:模擬信號輸出表1MQ－２型煙霧傳感器參數(shù)產(chǎn)品名稱ＭQ—2型煙霧傳感器測試范圍300～10000ppｍ適用氣體可燃氣體、煙霧響應(yīng)時間＜10s工作條件環(huán)境溫度：.20℃～+5５℃;濕度:〈95％ＲH工作電壓5。0V±０.２V圖2MQ—２對于各類氣體的靈敏度特怯曲線宿舍火災(zāi)事故是危害用戶安全的極大隱患,因此第一時間進行報警處理極為重要,本設(shè)計采用了MQ-2型煙霧傳感器、GSM報警模塊等，實現(xiàn)對危險情況的及時報警和簡單處理.MQ-２型煙霧傳感器采用此傳感器的目的就是為了宿舍內(nèi)部著火后產(chǎn)生巨大濃煙，導(dǎo)致人員窒息。煙霧傳感器就是MQ-2為主體，加入運放電路，通過當前值和標準闊值進行比較,通過電位差來體現(xiàn)是否有煙霧,并完成后端工作。圖3為煙霧傳感器模塊的電路圖圖３煙霧傳感器模塊電路圖如果環(huán)境中產(chǎn)生較大煙霧，則煙霧傳感器通過當前煙霧濃度值與標準闊值進行比較，通過運放電路，產(chǎn)生高電平，從OUT端口輸出，進入控制板A５端口,控制板接收到高電平后，認為環(huán)境中有煙霧，D５、D10端口輸出高電平，控制蜂鳴報警器。此外，同時通過串口產(chǎn)生控制信號，通過GSＭ模塊向用戶發(fā)出報警信號.２.２.3HC—ＳＲ5０１熱紅外模塊該設(shè)計中，紅外傳感器模塊選用普通型人體熱釋電紅外傳感器HC－ＳR５０1，這是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線的新型高靈敏度紅外探測元件.通過非接觸式檢測人體紅外能量的變化，將輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出,并對輸出電壓信號進行放大［6]。因此，它可以用來使電源開關(guān)控制器和防火災(zāi)報警等。被動的紅外報警主要是在結(jié)構(gòu)上使用,不需要發(fā)送任何形式的能量,該模塊只需要接收自然能量就可以達到檢測的目的［6］。其電氣參數(shù)如表２。表2HC-SR５0１熱紅外模塊電氣參數(shù)產(chǎn)品名稱ＨC—SＲ501熱紅外模塊工作電壓直流電壓4。5－２Ｖ靜態(tài)電流〈50uA電平輸出高3。３V/低0V觸發(fā)方式L不可重復(fù)觸發(fā)/H可重復(fù)觸發(fā)延時時間５—20０ｓ（可調(diào)）可制作范圍零點幾秒到幾十分鐘封鎖時間5．2s(默認）可制作范圍零點幾秒到幾十秒技術(shù)參數(shù):1.工作電壓：ＤC5V至２０V2。靜態(tài)功耗：65微安3．電平輸出：高3。3V,低0Ｖ4.延時時間:可調(diào)（０。3秒～18秒）5．封鎖時間:0。２秒6．觸發(fā)方式:L不可重復(fù),H可重復(fù)，默認值為H７．感應(yīng)范圍:小于120度錐角,7米以內(nèi)8.工作溫度:—1５～+7０度9。PCB外形尺寸：32*２4ｍm，螺絲孔距28mｍ，螺絲孔徑2mｍ,感應(yīng)透鏡尺寸:(直徑）：23mｍ（默認）功能特點：１.全自動感應(yīng)：當有人進入其感應(yīng)范圍則輸入高電平,人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平。輸出低電平。2。光敏控制（可選）：模塊預(yù)留有位置,可設(shè)置光敏控制，白天或光線強時不感應(yīng)。光敏控制為可選功能，出廠時未安裝光敏電阻。如果需要，請另行購買光敏電阻自己安裝。3。兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù),H可重復(fù)?？商€選擇,默認為Ｈ。A。不可重復(fù)觸發(fā)方式:即感應(yīng)輸出高電平后,延時時間一結(jié)束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖健?？芍貜?fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動，其輸出將一直保持高電平,直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段,并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點）。４。具有感應(yīng)封鎖時間（默認設(shè)置:0。２秒）：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變?yōu)榈碗娖剑?可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間,在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號.此功能可以實現(xiàn)(感應(yīng)輸出時間和封鎖時間）兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測產(chǎn)品；同時此功能可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。5.工作電壓范圍寬：默認工作電壓DＣ5V至20Ｖ6。微功耗：靜態(tài)電流65微安，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。7．輸出高電平信號:可方便與各類電路實現(xiàn)對接.本項目將人體紅外探測器放置在宿舍門處,當有人從門進入時,產(chǎn)生紅外熱感應(yīng)信號,探測器收到信號是產(chǎn)生一個高電平信號給Arduino控制板端口，控制板根據(jù)接收到的高電平，產(chǎn)生控制信號,使得蜂鳴器發(fā)出報警聲,如果是合法用戶進入,則用戶可自行按下控制按鍵,使其保持休眠狀態(tài):如非法用戶進入，未按下控制按鍵,則其會持續(xù)報警，并在幾分鐘后,向GSM模塊發(fā)出指令，通過GSM模塊向用戶發(fā)送報警指令。２。２。４GＳM模塊本設(shè)計中采用的GＳM模塊是由SIM９00A小型模塊作為核心的模塊，選用SＩM90０A作為GSM模塊的核也也是因為其功耗低、模式多、功能多、系統(tǒng)可靠性高。使用工業(yè)標準界面,使得具備GSＭ/ＧＰRS900／18０0MHz功能的SIM９0０A以小尺寸和低功耗實現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸.SＩM90０A能滿足M２Ｍ幾乎所有應(yīng)用要求,尤其是小巧、緊湊型的設(shè)計?；咎攸c：·雙頻GSM/GＰRS900/18００MＨｚ·ＧPRS（claｓs１0/8）標準·GPＲＳ(ｃlａsｓＢ）·滿足GSＭ（２/2+)標準–Cｌａss4(２W＠８5０/900ＭHz)–Ｃlasｓ1(１W＠1800/１90０MHz)·尺寸:2４mmx24ｍmx3ｍm·重量：3.4g·通過AＴ命令控制（GＳM０7。07，07．0５和增強ＡＴ命令）·SIM應(yīng)用工具包·支持電壓范圍3.4V.。.4.５V·休眠狀態(tài)功耗１．5ｍA·支持用戶定制的MＭI和鍵盤/ＬＣD,SPI/Ｉ2Ｃ／GＰＩO/PWM／ADC接口,支持RＴC(Reａl-ＴimｅClock）,全功能UART接口，天線連接器和天線焊盤·內(nèi)嵌強大的TＣP/IP協(xié)議棧，支持多IP連接·低功耗正常操作溫度：—3０°Ｃto＋80°C該模塊通過TX／RX端口和主板進行串口通信，在其使用前,必須對其進行相應(yīng)配置。ＧSＭ模塊的配置是W串口通信進行配置的，首先將該GSM模塊通過USB－２32模塊和PC機進行連接，通過串口調(diào)試助手對其進行初步配置。GSM模塊采用AT指令進行配置，本設(shè)計通過串口調(diào)試助手向其發(fā)送相關(guān)指令,第一步向GSＭ模塊發(fā)送指令”ＡT",GSM模塊返回＂ＯK"，表明模塊運行正常；第二步發(fā)送"AT+CSＱ”，GSＭ模塊返回當前信號質(zhì)量，一般大于10，即為信號強度較好，本設(shè)計返回值為１7；第Ｈ步發(fā)送＂AＴ＋CＯPＳ",GSＭ模塊返回當前所插入的GSM卡注冊到的網(wǎng)絡(luò)信息本設(shè)計中，使用的是移動的３Ｇ卡，所返回的值為"CHINAＭONILE",此時已經(jīng)完成了初步的GSM配置指令。2.３設(shè)計框圖煙霧檢測模塊煙霧檢測模塊Arduino核心板Arduino核心板GSM模塊蜂鳴器GSM模塊蜂鳴器電源熱紅外模塊電源熱紅外模塊2。４軟件設(shè)計原理及思想基于Aｒｄuｉno的智慧宿舍項目是通過MQ—２模塊感測宿舍在無人值守時人體紅外以及HC—SR501模塊檢測宿舍空氣中的煙霧，在特定情況下向手機端發(fā)送短信或打電話。因此在設(shè)計時3操作流程、實驗調(diào)試過程3.1操作流程首先，Aｒduinｏ板初始化串口，保證其與ＧSM模塊可正常通信；之后初始化ＧＳM模塊，保證其能夠正常發(fā)送短信;并檢測煙霧檢測模塊和熱紅外是否正常工作。其次，當各個模塊可正常工作后，再循環(huán)檢測是否出現(xiàn)煙霧，是否有人進入宿舍，當檢測到有人進入時，發(fā)送短信并作相應(yīng)的語音提示或報警。［7]即當宿舍發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生煙霧時，通過MQ－2型煙霧傳感器來探測煙霧濃度變化，當有煙霧存在，則煙霧傳感器會將對應(yīng)端口置為高電平，并將當前狀態(tài)發(fā)送至Ａｒｄuｉｎｏ核心板，此時Ａｒduｉｎo會按預(yù)先設(shè)定好的指令，通過TＸ/RX串口向GSＭ模塊發(fā)送指令,進而以電話的形式撥打給用戶。熱釋紅外模塊用于檢測是否有人經(jīng)過,當宿舍人員全部離開后，安防系統(tǒng)開始工作；當有人進入時可感應(yīng)到有人非法闖入，并將次狀態(tài)發(fā)送至Aｒｄｕｉno核心，蜂鳴器發(fā)出警報聲,同時ＧSM模塊向固定手機號碼發(fā)送短信，提示用戶。3．2實驗調(diào)試過程1．分別測試MQ—2,HC—SR５０１，ＧＳＭ模塊的各項功能2.通過串口輸出查看MQ－２,HC—ＳR501模塊的輸出參數(shù)以及各個參數(shù)的變化情況，持續(xù)時間。3.通過多次實驗以及查找相關(guān)資料設(shè)定合適的傳感器檢測值.４。綜合各個模塊,測試整個系統(tǒng)功能４實驗中出現(xiàn)的問題及解決情況1.初期通過aｒｄuｉｎｏGＳM庫來控制ＳIM900A模塊發(fā)送短信以及打電話不成功，可能時由于模塊與庫文件不匹配,再該由串口發(fā)送AＴ指令,在AT指令控制過程中,發(fā)送短信的一條指令“Seriａｌ。prｉnt(0x1A)”，一直調(diào)不出來，后來查閱資料，改為Ｓerial．write(0ｘ1A）才實現(xiàn)了短信發(fā)送２.在測試HＣ-SR501模塊時，傳感器靈敏度過高，持續(xù)時間長，而導(dǎo)致ＧSM模塊一次性發(fā)送多條短信，通過調(diào)節(jié)傳感器靈敏度以及延時，再通由程序控制ＧSM短信發(fā)送延時，問題得以解決。3.ＭQ-2傳感器的問題在與監(jiān)測環(huán)境中氣體濃度的設(shè)定,經(jīng)過多次測試,設(shè)定為４00ppm。5附程序源代碼參數(shù)設(shè)計inｔｒｅdＬEＤ=7；//定義人體感應(yīng)傳感器由數(shù)字接口7傳遞數(shù)據(jù)ｉnｔSenｓoｒ=A0；／/定義煙霧傳感器由模擬接口0傳遞數(shù)據(jù)ｉntｂeep=13；／/定義蜂鳴器接口為１3booleaｎhavepｅoｐle；／/定義一個布爾變量為檢測人體的函數(shù)ｖoｉdsetｕp（)/／開始函數(shù)｛Ｓｅrial.begin(3８40０)；/／設(shè)置波特率piｎModｅ(beeｐ,ＯUTＰUT)；//定義引腳模式}voidloｏp（）//定義循環(huán)函數(shù){chｅｃkgas（）;／/執(zhí)行檢測煙霧子程序checkpeopｌe(）;／/執(zhí)行檢測人體子程序if（hａveｐeoｐｌe)/／如果檢測到人體{ｄigitalＷrite(ｂeeｐ,HIＧH)；//蜂鳴器接口輸出高電平sendｍesｓａge(）;//發(fā)送著火警告短信deｌａｙ（６000）；/／延時6sdigitaｌＷrite(bｅep，ＬOW)；｝delaｙ（1００0０）；／／延時10ｓ｝vｏｉdsenｄmessaｇe（)//定義發(fā)送短信子函數(shù)｛Ｓeriａl.prｉntln("AT");delay(2０00）；Ｓerｉal。ｐｒintln("AＴ+CMGF=1＂）;delａy(20０0)；Ｓerial.priｎｔlｎ(＂AT+CMＧS=＼"１8４35１3６908\＂"）;/／這里改成你的號碼deｌaｙ(２００0）;Serｉal.ｐrint（”＼r\n＂）；／/這里寫內(nèi)容delay（20０0)；Ｓerial。ｗｒｉtｅ（0x１A）；／/原來這里我是“Ｓeriａｌ。prinｔ（０x1A)；”,一直調(diào)不出來，后來改了才成功了,｝voｉｄcaｌl（）//定義撥打電話子函數(shù){Serial.printlｎ（”ATD１８43５136908;＂)；／/設(shè)置電話號碼｝voｉdｃheckｐeｏplｅ（）／/定義檢測人體子函數(shù){ｈaveｐeopｌe=dｉgitalReaｄ（rｅｄＬEＤ);//將人體感應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)賦值給haｖepepｐlｅ變量Serｉａl.ｐriｎtlｎ（haveｐeopｌｅ）；／/串口輸出}voiｄｃheｃkgaｓ(）//定義檢測煙霧子函數(shù){intval;//定義val變量ｖａl=aｎａｌogRead（0）；/／將煙霧傳感器的數(shù)據(jù)賦值給ｖalSerial．pｒintｌn（ｖａl)；//串口輸出if(vａl＞1０0)/／如果數(shù)值超出正常范圍｛dｉｇｉｔalＷrｉte(beep,HIGH);//蜂鳴器接口輸出高電平calｌ（）;/／執(zhí)行撥打電話子函數(shù)｝｝6設(shè)計達到的目標及參數(shù)智慧宿舍設(shè)計在于當人員離開宿舍后開啟智慧宿舍，宿舍有火情出現(xiàn)時，煙霧監(jiān)測傳感器感應(yīng)到煙霧，通過GSＭ模塊向固定的電話號碼撥打電話,或有人進入宿舍時,蜂鳴器發(fā)出警報，向用戶發(fā)出提醒短信.通過傳感器能夠監(jiān)測宿舍狀況,設(shè)計可行。7完成情況及結(jié)果系統(tǒng)在模擬煙霧環(huán)境中,當空氣濃度達到設(shè)定值時能向指定手機端撥打電話提醒用戶以及觸發(fā)蜂鳴器警報。感應(yīng)到人體經(jīng)過時觸發(fā)蜂鳴器，發(fā)送短信。8設(shè)計者對本設(shè)計的評述及通過設(shè)計的收獲體會在整個系統(tǒng)設(shè)計的過程中，通過分組對文獻資料的查閱和相關(guān)技術(shù)手冊的研讀，我們比較全面的掌握了Aｒduiｎｏ系統(tǒng)的基本原理和智慧宿舍的實現(xiàn)方法。特別是對Ａrduino的特點有了進一步了解。

智能家居技術(shù)作為當前發(fā)展迅速，應(yīng)用日趨廣泛的技術(shù)形勢,正在改變著我們周圍的世界，改變著我們的生活方式。研究基于宿舍的智能家居是促進Arduino技術(shù)及其應(yīng)用的必然要求,作為智慧宿舍了適應(yīng)日益豐富的需求，其性能能夠以及功能也在不斷的進步中。本文的基于Arduｉｎｏ的智慧宿舍是具體應(yīng)用需求的一次嘗試，做了以下工作:

對Arｄｕｉno技術(shù)原理、功能以及特點、適用范圍做了較全面的研究，分析了Ardｕinｏ在智能家居及智慧宿舍的優(yōu)勢及可行性。

完成了基于Aｒduiｎｏ的智慧宿舍的軟件設(shè)計,包括對煙霧檢測模塊、熱紅外感應(yīng)模塊和GSM模塊基本操作程序的編寫。

經(jīng)過整個系統(tǒng)的調(diào)試與實驗,本文涉及的傳感器能夠感應(yīng)火災(zāi)煙霧的變化和人體活動,并將其反饋給Arｄuino主控板,然后根據(jù)提前設(shè)定好的程序通過ＧSM模塊將這些信息以電話和短信的方式通知固定的用戶。在此設(shè)計和操作以及實驗的過程中,對于基于Arduino的智慧宿舍有了更深層次的認識。參考文獻［1］楊進松，王軍利.一種熱釋電紅外無線報警器設(shè)計[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，201２，35（15):3５-３６．［2］王秀娟?；谌梭w舒適度的家庭環(huán)境控制器的設(shè)計與實現(xiàn)[J］．江蘇:南京理工大學(xué).[3］黃灼，張越，劉繼文.看機智云黃灼在智能硬件時代如何“賣水"[J].中關(guān)村,2０14（9）：５2-55.［4］朱東梅.互聯(lián)網(wǎng)公司闖入智能化家居［J]?，F(xiàn)代家電,2015(12）:54-55．［5］李明亮．Arduinｏ項目DIY［M］。北京:清華大學(xué)出版社，2０15：3-４.［6］蔡睿妍.Aｒduiｎo的原理及應(yīng)用［Ｊ］．電子設(shè)計工程，2012,20（１6）：155-１5７.［7]倪天龍.單總線傳感器DHT１１在溫濕度測控中的應(yīng)用［J］。單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2010(6):60－62．［8］舒輝。無線多傳感器網(wǎng)絡(luò)紅外熱釋電傳感器的微小型化設(shè)計與研究[D］。南京:南京理工大學(xué)，20０6.地表水水質(zhì)監(jiān)測方案-—廣州大學(xué)內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測監(jiān)測目的對校園教學(xué)區(qū)，主要是實驗樓區(qū)域的校園景觀的用水及水樣進行監(jiān)測,了解學(xué)校實驗樓區(qū)域的水質(zhì)現(xiàn)狀。學(xué)習(xí)水質(zhì)監(jiān)測的步驟，進一步將課堂所學(xué)知識運用到實踐中，學(xué)會制定水質(zhì)監(jiān)測方案并按步實施.進一步熟練常用的水質(zhì)監(jiān)測中的實驗操作技術(shù)，掌握地表各種指標與污染物的測定方法。熟悉環(huán)境質(zhì)量標準評價的各項標準，并學(xué)會運用其來評價水質(zhì)，提出改善校園水質(zhì)的意見和建議。基礎(chǔ)資料的收集本次監(jiān)測選取了校園網(wǎng)主場至生化實驗樓區(qū)域水域進行監(jiān)測.根據(jù)相關(guān)的文檔和網(wǎng)上搜尋的資料可知，該河段屬于珠江水系廣州段，水域的有關(guān)資料如下：地形地貌廣州大學(xué)城位于中國東南沿海，緊靠珠江兩岸地，地處珠江三角洲腹地，是三角洲平原與低山丘陵區(qū)的過渡地帶。小島總體地形是東北高、西南低.東北部是由花崗巖與變質(zhì)巖組成的低山丘陵區(qū)，地形高差250m左右，坡度15°～35°.廣州大學(xué)位于島的西部,坐落于河流堆積組成的沖積平原,地勢平緩，其中分布零星的殘丘和苔地，有著樹枝狀般的水系。氣象廣州大學(xué)城地處南亞熱帶,屬海洋性季風(fēng)氣候，有著溫暖多雨、光熱充足、雨量充沛的特點.其年平均氣溫約為21。8℃,一年中７月、8月的溫度最高，１月最低,絕對最高氣溫約３８.7℃.平均年降雨量為16９9．8毫米,水文廣州大學(xué)城位于珠江、凍僵溪流的交匯區(qū)上,該區(qū)域河段屬于不規(guī)則半日潮。沖積平原和三角洲平原,地勢低平，地表水體類別有:庫唐、涌溪、干流河道,全區(qū)水域面積160１１ｋ㎡,占廣州市區(qū)面積的10．8％。據(jù)黃埔潮汐站資料,珠江平均高潮水位為0.72m,平均低潮水位為－0.８8m，漲潮最大潮差2。56m，落潮最大潮差3。0０ｍ。潮汐周期為半個月,即15天.每年的1~3月份平均潮位較低,６～９月份較高。各月均值之間差值一般只有0。2米左右，變化較小.監(jiān)測河段概況經(jīng)實地考察,此河段是珠江至校園圖書館中心湖之間的河段,全長約400m,平均寬約４．5m，平均水深１。5m,流經(jīng)生化實驗樓和工程實驗樓，水質(zhì)主要受到這兩處污染源的影響。此河段是人工河段,包括河流的河床、兩岸的植被、河流的流水量以及河流的污染等，都是有人類活動主導(dǎo)的，其生態(tài)系統(tǒng)也極大地收到人類活動的影響，已非自然狀態(tài)下的生態(tài)系統(tǒng),具有其自身獨特的特點。監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置及水樣采集檢測斷面結(jié)合實際的調(diào)查情況,設(shè)計3個檢測斷面，如下圖：設(shè)計如圖A、Ｂ、C，三個監(jiān)測斷面采樣點位的確定由于研究的河流區(qū)域沒有形成完整的將流水系，所檢測的水面寬約５m，水深約為2m，據(jù)此,在水面上設(shè)一條中弘線,在該垂線上0.5m處設(shè)為采樣點。采樣時間和采樣頻率的確定擬定檢測時間為２天,用混合采樣法，每天分別于早上9：00,中午12:00，晚上18:00采樣三次。水樣的采集與保存采集的水樣為表層水樣，采用適當?shù)娜萜鳎ㄈ缢芰贤?直接采集。對測定ｐH值,溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)等項目進行單獨采樣。采樣結(jié)束后,從采集到分析測定這段時間內(nèi)，采用冷藏法保存待測水樣。5、檢測項目濁度、色度、水溫、ｐＨ值、電導(dǎo)率、氨氮、CＯＤ(Mn)６、水樣監(jiān)測方法項目檢測物質(zhì)檢測方法1濁度濁度儀法２色度稀釋倍數(shù)法３水溫水溫計法4pH值復(fù)合電極法５電導(dǎo)率電導(dǎo)儀法６氨氮納氏試劑光度法7ＣＯD（Mｎ）高錳酸鹽指數(shù)擬采用的評價標準校園環(huán)境水屬于非人體直接接觸的景觀用水，本檢測方案選用地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB383８-２０0２）的Ⅲ，Ⅳ級標準限值作為評價標準。序號項目Ｉ類II類III類ＩV類V類１水溫（℃)人為造成的環(huán)境水溫變化應(yīng)限制在:周平均最大溫升≤１周平均最大降溫≤2２pH值（無量綱）６—9３氨氮（NH3—N)≤0.150.51．0１．5２.０4化學(xué)需氧量（ＣOＤ）≤1515２030４０監(jiān)測項目及其操作步驟1、濁度—濁度計法（１）儀器的操作步驟：儀器的校準，儀器使用前需進行校正，這一步通常由實驗室校準。（２）水樣的測定:開機【ENTER】—量程選擇【RANGＥ】—選自動量程【ＡUＴO(shè)ＲNＧ】—信號平均【SIGNAＬ】—放樣品(樣品量至少30mＬ，用絨布揩干樣品瓶表面，除去水滴、指紋、油污、臟物等，將樣品瓶外壁表面滴一滴硅油均勻浸潤，并用軟布輕拭，使均勻并無液體狀痕跡.注意樣品瓶上的三角標志應(yīng)與樣品槽的箭頭方向一致）—按確定【ENTEＲ】—讀書（穩(wěn)定后)(３）若讀數(shù)在儀器量程范圍內(nèi)，可直接讀數(shù)。（4)若讀數(shù)超出測量范圍,需進行稀釋，并用無濁度水定容至100mL。（5）計算：若水樣經(jīng)過稀釋，則按下式計算原始水樣的濁度:濁度（NTＵ）=T×10０V式中：Ｔ-—稀釋后濁度值Ｖ—-取樣體積２．水樣色度的測定--稀釋倍數(shù)法（一）儀器?5０mｌ具塞比色管，其標線高度要一致。(二）測定步驟（1）取100mｌ澄清水樣置于燒杯中，以白色瓷板為背景，觀測并描述其顏色種類。（2）分取澄清的水樣，用水稀釋成不同倍數(shù)。分取50ml分別置于5０ml比色管中，管底部襯一白瓷板，由上向下觀察稀釋后水樣的顏色,并與50mｌ蒸餾水相比較，直至剛好看不出顏色，記錄此時的稀釋倍數(shù)。3.水溫測定——溫度計（一）儀器?水溫計,測量范圍０～+100℃,分度值為１。０℃。?電子溫度計，pH/mＶ/TemperatureｍｅteｒMoｄｅl:PH－87０，分度值為（二）測定步驟（1)水溫在采樣現(xiàn)場進行測定.將水溫計投入取水樣容器中，感溫5min后，迅速上提并立即讀數(shù)。從水溫計離開水面至讀數(shù)完畢應(yīng)不超過20ｓ,讀數(shù)完畢后，將容器內(nèi)水倒凈。４.水樣pH的測定（一)儀器?電位計pＨ/mV/ＴｅmpeｒatureｍeterＭｏdｅl：PＨ-870，最小刻度０。1pH單位(二）測定步驟（1)調(diào)整儀器標準，直接測定，讀取的數(shù)據(jù)即為水樣的pH值5．水電導(dǎo)率的測定（一)儀器?E