基于传感器的智能家居环境检测系统设计

发布时间：2025-05-09 12:53

智能家居还能与环境监测系统集成，如空气质量检测器。 #生活知识# #家居常识# #智能家居介绍#

基于传感器的智能家居环境检测系统设计

电子科技大学广东电子信息工程研究院汕尾分院汕尾市电子信息产业技术研究院有限公司

摘要：随着我们国家的经济不断的发展，人们的生活水平也在不断的提高，水电、燃气给人们的生活带来了极大的便利，其中也存在着一定的危险。“智能家居”是一个细分化的产业，我们生活中到处能看到它的身影，比如影音娱乐、灯光、燃气监测、安防监测等。燃气监测、安防监测功能的智能家居大大预防了“水电、燃气”等潜在的危险，为人们的生命财产安全提供有力的保障。除此之外，智能家居产品渗透到了我们生活的各个角落，例如智能家电、智能家具、智能扫地机器人等。层出不穷的智能产品给我们的生活带来了许多便利，满足我们的精神生活，而智能家居也不在是单一维度的功能满足了，逐渐的发展为多维度智能，逐渐的走向场景化、系统化。

关键词：传感器；智能家居；环境检测

智能家居的三个应用方向

随着社会经济的不断发展，我们国家的科技也在不断的进步，为智能家中提供了发展空间。人们对于生活品质的提高，智能家居本身价值也在不断提高。智能家居在以下三个方面的应用满足了人们对智能家居的需求。

1.1智能家居功能满足

智能家居的出现也是帮助人们节省时间的生活工具，能够通过使用智能家居将生活打理的更加有条理，节省人力物力。比如智能楼宇中的安防、门锁系统，智能安防系统不仅降低了楼宇的人力成本，提高了小区的安全，还能免除用钥匙开门的繁琐，极大的提高了安全效果，避免安全隐患。还有生活中常用的洗衣机、冰箱，采用了智能系统后操作更加便捷，闭环系统更加的完善，人们操作起来更加方便。再例如扫地机器人的发明，使用扫地机器人节省了更多的时间，解放人们的双手，利用扫地机器人就能把节省下来的时间用于休息和娱乐，让人们下班回家还要打扫卫生而苦恼。智能家居满足了人类的生活需求，提高了使用效率，我们的生活效率业得到了提升。所以，智能家居能够满足人们的功能需要，有着很好的发展前景[1]。

1.2智能家居高效节能

人类越来越重视环保问题。现如今，由于气候变暖，能源变得枯竭，人类对于环境污染等问题越来越关注。我们国家倡导节能减排，保护环境应是我们大家共同努力的话题。而智能家居的出现能够在很大程度上减少对环境的污染，为节能减排提供一份力量。例如，在生活中或工作当中，灯光使用率比较高，但是应用智能灯光系统，就能够通过传感系统感知使用者的使用频率，从而调节灯光，减少用电量。现在空调和新风也加入了智能化设计，使他们的功能趋向于节能减排，能够根据使用程度调节压缩机的功率[2]。

1.3智能家居的智能感知

智能家居对很多消费者来说，不仅仅是一项生活工具，它们的吸引力是它们的智能功能。它们能够让人们体验到智能家居带来的便捷与体验。例如灯光，灯光系统能够探测出环境当中光强的具体数值，我们人类虽然能够感知到光的强弱，但是不能探测到具体数值，没法将其具体量化。智能灯光系统能够根据室内室外的光与窗帘系统配合起来，智能化的调整窗帘开合的角度，还能自动的调节灯光的强弱，让人们在更舒适的环境休息，带来更好的体验感。还有一些在环境当中的有害气体，我们难以感知，但是通过智能家居系统能够发现问题，改善问题。环境中还有低频噪声，智能家居能够发挥他们的功能，帮我们发现问题。

智能家居环境监测系统设计的目的及功能

我们生活中存在各种环境污染与健康问题，在空气中有许多有害物质。现代生活当中，人们对身体健康越来越重视，也关注者与健康相关的因素。随着科技的不断发展，微电子技术应用越来越广泛，单片机与传感器性能在不断的提升，在电器中更加普及。单片机和传感器可以对室内各种环境进行实时监控，并根据参数进行调整，提升人们的居住体验感。这类设计主要是由于单片机的控制，能对室内环境进行监测，使智能家居更加的智能化。我们能够通过显示设备显示出来的参数实时知晓室内各种环境的情况参数，出现问题时，再利用报警电路系统，根据实际情况进行处理，减少各项安全隐患，提高系统可靠性。

现实家居环境当中，人们最关心的是系统的操作是否简单方便，系统可靠性和性价比是不是高。基于此，家居环境当中的人体检测、烟雾检测以及温湿度检测是我们重点研究的对象。一般情况下，气体传感器MQ-2能够检测烟雾以及各种有害气体，再与ADC0832模数转换器配合使用，一起实现检测工作。数字型的传感器DHT11分辨率高、误差较小，能够进行温湿度检测，同时抗干扰能力也很强大。在我们的居住工作的环境当中，通过数字型传感器进行检测，更加的智能化，符合人性化设计要求。其中，由HC-SR501设计出来的模块-人体检测模块，它的工作原理是红外辐射，由传感器捕获到入侵者的信息再转化为超低频信号。然后再放大调节经过输出使电路正常的使用。[3]在使用中，可以提前设定好监控范围，通过监控查看情况，如果发现出现异常，这时候就可以给单片机传输信号，在这个过程中，信息被处理，相关的控制设备如果发生警告，如蜂鸣器以及LED等就会出现提示。我们在家居生活中最需要的就是这几类参数，这些基本的参数测量在家居生活中非常重要，也说明了智能家居重点测量系统有着很强的市场价值，为智能家居未来发展提供支持。

智能家居环境检测系统设计

智能家居传感器系统分为硬件设计和软件设计两部分。硬件部分要比软件部分先进行构建，是智能家居系统设计的实现平台，分为路由器、终端以及协调器。系统设计的软件部分包括上位机显示程序、Z-Stack协议栈以及MQ2、MQ5、ADC0832、DHT11和HC-SR501的驱动程序[4]。

3.1硬件系统

该系统硬件部分主要包括CC2530传输处理模块、温度传感器、气体传感器、烟雾传感器、显示模块以及报警模块等。

（1）温度传感器

温度传感器为DHT11传感器，温度读数能够提供到16位（二进制）。通过由单总线的机制接口直接与MCU连接，再由此通过串口的通信方式送出。模块采用的有源通讯，传感器工作电压为3.3V~5V。

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