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基于物聯(lián)網(wǎng)的智能小區(qū)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
沈陽工學(xué)院 劉惠鑫 楊玥 2017/4/17 8:37:57
摘要：智能小區(qū)就是在互聯(lián)網(wǎng)的影響之下物聯(lián)化的體現(xiàn)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將小區(qū)的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等）連接到一起，提供小區(qū)內(nèi)設(shè)備控制、照明控制、移動終端遠(yuǎn)程控制、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。智能小區(qū)具備建筑質(zhì)量監(jiān)測、小區(qū)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)通信、小區(qū)外部設(shè)備智能化，全方位信息交互的功能。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能小區(qū)；單片機(jī)
智能化小區(qū)是在智能建筑的基本含義中擴(kuò)展和延伸出來的，它通過對社區(qū)建筑群四個(gè)基本要素的優(yōu)化考慮，提供一個(gè)投資合理，又擁有高效、舒適、溫馨、便利以及安全的居住環(huán)境。隨著我國創(chuàng)建平安城市和建設(shè)和諧社會的深入，無疑對智能小區(qū)的發(fā)展起到催化的作用。近幾年，各地政府主管部門以及房產(chǎn)開發(fā)商越來越重視智能化小區(qū)的開發(fā)和建設(shè)，并提出了實(shí)現(xiàn)住宅小區(qū)智能化的總體目標(biāo)，以此來提高住宅的科技含量和居住水平，以適應(yīng)21世紀(jì)的現(xiàn)代化居住生活的需要。
1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
智能小區(qū)包括三個(gè)部分：主控芯-AT89C52，環(huán)境監(jiān)控部分-各種傳感器，小區(qū)外部控制部分-各種外部設(shè)備。
由PC端監(jiān)控系統(tǒng)與CC2530結(jié)合控制本系統(tǒng)。系統(tǒng)通過溫度傳感器ds18b20將周圍環(huán)境中的溫度檢測出來傳送至單片機(jī)，通過光照強(qiáng)度傳感器BH1750FVI實(shí)時(shí)檢測環(huán)境中光照強(qiáng)度，通過溫濕度傳感器DHT11檢測空氣中的濕度并由相應(yīng)的模塊做出調(diào)節(jié)。利用PC端監(jiān)控系統(tǒng)控制繼電器進(jìn)而控制外部設(shè)備的開啟與關(guān)閉。
2系統(tǒng)功能模塊
智能小區(qū)系統(tǒng)包含了兩大模塊，分別是監(jiān)控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過PC機(jī)端和安卓移動終端對小區(qū)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，控制系統(tǒng)分為綠化控制和燈光控制。
（1）對小區(qū)環(huán)境的監(jiān)測：我們在開發(fā)板子上放置了多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，包括溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，光照強(qiáng)度傳感器節(jié)點(diǎn)和煙霧探測傳感器節(jié)點(diǎn)，以用來實(shí)現(xiàn)對小區(qū)環(huán)境的檢測。
（2）查看所檢測的數(shù)據(jù)：用戶可以通過電腦終端和手機(jī)端對傳感器所檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，在界面上將傳感器所檢測的數(shù)據(jù)數(shù)字化呈現(xiàn)在用戶面前。方便用戶了解當(dāng)前環(huán)境的情況。
（3）對用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問控制：用戶可以通過電腦或者手機(jī)終端在一定范圍內(nèi)對所查看到數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控，控制所鏈接的用電器的工作方式，改變小區(qū)的路燈，噴泉等，以實(shí)現(xiàn)智能控制。
系統(tǒng)功能模塊圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)功能模塊圖
根據(jù)模擬智能小區(qū)模型的系統(tǒng)模塊圖，預(yù)計(jì)能夠達(dá)到的功能如下：對小區(qū)環(huán)境的溫度、光照強(qiáng)度、煙霧情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并在電腦和Android移動終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。通過電腦和手機(jī)的終端對實(shí)驗(yàn)器材所鏈接的路燈的狀態(tài)進(jìn)行查看，并控制路燈的亮滅。通過電腦和手機(jī)的終端對實(shí)驗(yàn)器材所鏈接的紅綠指示燈的狀態(tài)進(jìn)行查看，并控制紅綠指示燈的指示狀態(tài)。通過電腦和手機(jī)的終端對實(shí)驗(yàn)器材所鏈接的水泵的狀態(tài)進(jìn)行查看，并控制水泵的工作狀態(tài)。
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
（1）PC-服務(wù)器端
智能小區(qū)的PC服務(wù)器端口，作為整套設(shè)備的核心設(shè)備，它具備服務(wù)器開放或者關(guān)閉的選擇，傳感器接收數(shù)據(jù)的顯示，和遠(yuǎn)程Android數(shù)據(jù)的傳輸功能，并可以根據(jù)每個(gè)傳感器所檢測的數(shù)據(jù)對每項(xiàng)數(shù)據(jù)形成折線圖，顯示在電腦界面。實(shí)際界面效果如圖2所示。
圖2 PC-服務(wù)器端
（2）Android手機(jī)端
用戶通過安裝在Android平板電腦平臺的“智能小區(qū)”手機(jī)軟件APP對傳感器節(jié)點(diǎn)所檢測到的數(shù)據(jù)和用電器的狀態(tài)進(jìn)行查看，同時(shí)可以根據(jù)用電器狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。如控制路燈的開關(guān)、噴泉的情況等。實(shí)際界面如圖3所示。
圖3 Android平板電腦端界面
在Android手機(jī)端、Android平板電腦平臺可以同PC-服務(wù)器端一樣查看傳感器的數(shù)據(jù)，如溫度檢測、光強(qiáng)檢測、氣體檢測。同時(shí)也可對連接在節(jié)點(diǎn)上的用電器進(jìn)行控制，如路燈控制、紅綠指示燈控制、噴泉控制。當(dāng)用戶按下“開啟燈”按鈕后，會在下面提示“您按下了燈光開關(guān)，燈已經(jīng)點(diǎn)亮！”，此時(shí)開關(guān)上的文字變成“關(guān)閉燈”，當(dāng)用戶再次按下“關(guān)閉燈”則與節(jié)點(diǎn)相連接的燈會被關(guān)閉，同時(shí)在屏幕的下方會顯示“您按下了燈光開關(guān)，燈已經(jīng)熄滅！”（未完，下一頁）
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