基于物联网的智能家居控制系统设计.docx

基于物联网的智能家居控制系统设计伍莹曾卫华许智勇李商显摘要：本文设计了一种基于物联网、ZigBee、语音识别的综合性的智能家居控制系统，系统既可以通过APP对家电进行控制，也可以通过语音进行控制，不仅能实现对智能家居的控制，而且能向下兼容普通家电，还能检测CO、烟雾、微尘浓度，防止相应安全隐患的发生，有成本低、功耗低等特点，具有一定的应用前景。关键词：智能家居物联网语音识别ZigBee中图分类号：TN929.5;TP391.44;TU855文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）06（a）-0065-04DesignofIntelligentHomeControlSystemBasedonInternetofThingsWUYing1ZENGWeihua1*XUZhiyong2LIShangxian2（1.SchoolofInformationEngineering，ChinaUniversityofGeosciences（Beijing），Beijing，100191China;2.SchoolofGeophysicsandInformationTechnology，ChinaUniversityofGeosciences（Beijing），Beijing，100191China）Abstract：ThispaperdesignedabasedonInternetofthings，ZigBee，speechrecognitionintegratedintelligenthomecontrolsystem，thesystemeitherthroughtheAPPtocontrolhouseholdappliances，canalsobecontrolledbyvoice，cannotonlyrealizethesmarthomecontrol，andcanbecompatiblewithordinaryhouseholdappliancesdown，alsocandetectCO，smoke，dustconcentration.Ithasthecharacteristicsoflowcostandlowpowerconsumptionandhasacertainapplicationprospect.KeyWords：Smarthome;InternetofThing;Speechrecognition;ZigBee随着物联网技术、自动控制技术、计算机技术和芯片技术等现代科学技术的快速发展及人们生活水平的提高，智能家居行业也获得了飞速发展，使人们的生活更加便利、安全、舒适、智能。1984年，智能家居首次出现。此后，各西方国家相继推出自己的智能家居解决方案。各科技公司，如谷歌公司、苹果公司、三星公司都相继开发出自己的智能家居系统，各大科研机构也在智能家居系统的研发中投入更多的时间与精力。国内智能家居行业起步较晚，但近年来，由于政策的积极推进和技术的飞速发展，不断有企业跻身智能家居行业，如美的、阿里巴巴、小米、华为、京东等，智能家居的市场规模逐渐扩大。虽然智能家居产品逐渐得到推广，国内外越来越多公司涉足智能家居行业，但不同公司的产品之间互不兼容，使用不同公司的家居产品就需要使用不同的软件对其进行操作，给用户带来了极大的不便。而且通过手机对家居进行操作的方式，对于不熟悉智能手机的老人与没有智能手機的孩子而言是具有一定难度的。虽然智能家居行业具有广阔的市场，但是中国智能家居市场渗透率还很低，这是因为智能家居系统存在成本高、技术不成熟、跨平台不兼容、没有通用标准等问题。针对这些问题，本文设计了一种控制接口丰富、成本低、人机交互友好的智能家居控制系统。系统具有2种控制方式，一种是通过手机APP控制，方便用户进行远程控制;另一种可通过语音控制，无需智能手机也能方便地控制家电。该系统采用红外遥控来实现对基于红外的家电的控制，使用继电器实现对电子阀门、智能电灯、饮水机等家电的控制。考虑到智能家居目前的普及率很低，这套装置不仅能对智能家居进行控制，而且它能对普通家电进行向下兼容，能对普通家电及普通插排进行控制。该系统功耗低、成本低，具有实用性和一定的应用前景。1系统总体设计控制系统总体框图如图1所示，本系统由主控芯片STM32L151、语音识别模块HLK-V20、传感器、继电器、ZigBee模块CC2530、红外模块HXD019D、NB-IOT模块M5310A芯片组成。该智能家居控制系统设计思路是以STM32L151为核心，语音模块HLK-V20负责监听用户命令，采集到语音命令后发送给主控芯片，主控芯片根据命令对指定家电进行相应控制。系统通过ZigBee技术构建了无线通信网，主控芯片通过ZigBee控制继电器并实现传感器数据的传递，