基于STM32的家电智能监控系统的设计与研究

摘要

现代居民生活品质不断提升，家用电器的数量激增，电器的能源消耗不可忽视，而传统家用电器不具备实时计量、无线通信以及远程控制功能，使得用户无法直观清晰的获取能耗数据，不能有效规避电能浪费。本文根据家庭用电数据采集和管理系统的特点，提出了一种嵌入式平台的家电智能监控系统的解决方案。
　　采用ST公司的一款具有超高性能的单片机STM32F103VET6，结合无线通信和触摸显示技术，开发基于Android平台的移动终端，设计了一套具有远程和实时监控家庭用电信息的系统。系统包括智能监控平台、智能插座、ZigBee无线通信模块和远程移动终端四部分。
　　第一搭建家电智能监控系统的硬件平台，移植和修改μC/OS-II操作系统，完成各个应用任务和设计监控界面，进行数据处理，实现数据存储和显示。第二智能插座与智能监控平台之间通过ZigBee无线技术进行数据通信，采用Z-Stack通信协议，建立网络并组网，进行传输采集的数据。第三设计了智能插座，采用模块化软件设计，设计了基于Modbus通讯协议的数据传输格式，完成了用电器的信息进行采集。第四，根据功能进行需求分析，开发了基于Android平台的移动终端，方便用户远程管理家用电器。
　　对整个家电智能监控系统进行整体测试，结果表明：可以有效的将电器的用电信息采集上传，无线通信网络的数据传输，移动终端可以将家用电器的数据信息显示以及存储供用户进行查询，基本达到了系统设计的要求。

目录

声明

1 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2家庭用电现状

1.3国内外研究现状及发展趋势

1.4论文的主要内容及安排

2 总体方案的设计

2.1家电智能监控系统的需求分析

2.2家电智能监控系统的总体方案设计

2.3家电智能监控系统的创新点

2.4拟解决的关键问题

2.5 本章小结

3 家电智能监控系统硬件设计

3.1智能监控平台硬件设计

3.2 智能插座硬件设计

3.3无线通信模块硬件设计

3.4本章小结

4家电智能监控系统的软件设计

4.1智能监控平台的软件设计

4.2 通信模块的软件设计

4.3 智能插座的软件设计

4.4 本章小结

5 移动终端的设计开发

5.1 Android系统的概述

5.2 Android系统开发环境的搭建

5.3 需求分析

5.4 移动终端的总体结构图

5.5 功能模块的设计

5.6 网络通信的设计与实现

5.7 本章小结

6 系统调试和问题分析

6.1 系统的整体调试

6.2 调试中遇到问题与解决方案

6.3本章小结

7 总结与展望

7.1论文总结

7.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文