面向智能用电的智能家居能效管控系统设计与开发

摘要

家用电器已经融入生活中的方方面面，是人类繁忙一生中必不可少的部分，人们频繁地使用电器，难免存在着用电不合理、浪费严重等现象。这使得能源需求和供给平衡的矛盾锐化，安全问题也尾随而来。近年来，国家智能电网建设广泛、峰谷分时电价大力推广，使得节能环保、绿色低碳以及智能用电等需求变得引人注目。家居智能化的脚步是坚定不移的，也是必然的。当家电与嵌入式系统结合，普普通通的家居就会增添安全便利、合理高效、智慧智能的独特魅力。毫无疑问，随着智能家居和能效管控系统的普及，它将对一成不变的家居现状带来重大的变革，让我们的生活更加舒心。因此它有着重大的意义。
　　文章首先介绍了国内外智能家居管控系统的发展现状、待解决的问题以及对未来的展望。其次介绍了所选的硬件器材，软件开发的环境和涉及到的主要技术，包括STM32、ASP.NET、响应式Web设计、物联网等。文章中的章节大都分为硬件部分和软件部分，其具体内容如下。
　　硬件部分：精选器材，在对系统进行分析后确定系统硬件功能内容为：用传感器采集室内温度、湿度、照明等信息，通过家庭网关和服务器通信，上传数据到服务器等待处理。与此同时，硬件需要接收用户对用电器的操作信号，如启动停止等操作，最终达到合理用电、安全用电的目的。为软件系统提供硬件支持。
　　软件部分：首先对用户的需求进行了详细的分析，提出了符合用户需求的智能家居能效管控系统的总体解决方法。其次提出了各模块设计的具体方案，包括用户信息管理模块、信息模块、安防模块、窗帘模块、电器模块和光照模块等。文章最后详细地介绍了软件的具体实现过程，并展示了部分界面和主要的实现代码。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 智能家居能效管控系统研究现状

1.3 需要解决的问题

1.4 本文主要内容

1.5 章节安排

第2章 硬件选材与软件环境介绍

2.1 硬件环境简介

2.2 软件环境简介

2.3 本章小结

第3章 需求分析

3.1 硬件需求分析

3.2 软件系统需求分析

3.5 本章小结

第4章 智能家居能效管控系统算法设计

4.1 家庭可控用电设备能耗模型

4.2 可控电器用电规划模型

4.3 家庭用电策略优化算法设计

4.4 家庭用电规划优化算法设计

4.5 算法仿真实验测试

4.6 本章小结

第5章 智能家居硬件系统设计与实现

5.1 温湿度监测

5.2 光照强度监测

5.3 烟雾浓度监测

5.4 摄像头应用实现

5.5 Wi-Fi数据传输

5.6 继电器控制

5.7 本章小结

第6章 软件系统设计与实现

6.1 面向智能用电的智能家居能效管控Web系统设计

6.2 面向智能用电的智能家居能效管控Web系统实现

6.3 系统实例测试

6.4 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢