智能家居温度控制系统设计

⑴ 设计一个温度控制系统

对上面的回答加一点补充，
温度控制的核心思想就是要恒温，其实上面的设备还可以更简单，先确定你要控制的温度，以及需要恒温的那东西的环境温度，如果环境温度通常高于控制的目标温度，那只用降温设备就可以了，反之，如果环境温度通常低与控制的目标温度，那只用升温设备就可以。

⑵ rs485 智能家居家居控制系统设计

楼宇自动化：EIB总线在欧洲，LonWorks总线在美洲。
因限于RS485、CAN的节点数，仅能用于小范围的智能控制。

⑶ 温度控制器设计

第一章
前言
第二章
方案论证
2.1
方案选择
2.1.1设计要求
2.1.2
方案论证
2.2系统的组成
2.3系统的主要功能
第三章
控制系统硬件设计
3.1单片机部分
3.1.1热电偶简介
3.1.2晶振电路
3.1.3复位电路
3.2数据采集和转换电路
3.2.1
传感器的选择
3.2.2
信号放大电路
3.3报警电路
3.4液晶显示电路
3.5控制部分
3.6键盘部分
第四章
控制算法设计
4.1
PID控制简介
4.2
PID控制规律的离散化
4.3
按二阶工程法设计数字控制器
第五章
系统软件设计
5.1主程序流程图
5.2PID子程序流程图
第六章
总结
参考文献

⑷ 智能家居控制系统设计要求

智能家居控制系统要达到以下功能设计要求，
（一）视频监控功能
1、实时监控——通过智能分机实时显示4路或者8路摄像机视频监控画面；
2、电视监控——通过家中电视机实时显示监控画面；
3、远程监控——通过互联网在计算机上实现远程实时监控；
4、移动监控——通过手机实现运动中远程实时监控；
5、图像存储——将监控视频数据存储在硬盘上；
6、录像回放——查看视频监控历史资料；
（二）智能报警功能
1、有线防区报警——处理有线报警传感器的报警信息；
2、无线防区报警——处理无线报警传感器的报警信息；
3、复合逻辑报警——几个报警器共同负责一个防区，满足一定条件时报警，减少误报；
4、短信报警——报警时发送短信通知主人；
（三）电器控制功能
1、灯光控制——控制灯光的打开与关闭；
2、窗帘控制——控制窗帘的打开与关闭；

3、空调控制——控制空调的开启与关闭，空调温度控制；
4、电器控制——控制电视机、热水器、电动窗、饮水机、排风扇、地暖等
家用电器设备.
5、定时控制——灯光、窗帘、空调和其它家用电器的定时开启与关闭，每
周.

⑸ 如何设计智能家居控制系统开发

1、如果自家公司没有这方面的能力，可以跟专业做这方面的公司进行合作，缩短开发周期
2、如果自家公司有这方面的能力和资金供应，可以自主开发，前提是有一定的产品作为支撑，任何智能化的东西都离不开产品的支撑，不然如何实现智能化，至少也有控制器。
3、当自己不会的时候，可以参考网上很多做方面的公司的一些案例
4、主要还是要看自己的需求，如需要温控面板的智能家居，可以考虑紫光物联，如果是家电类的，家居类的，可以考虑和而泰C-Life大数据综合服务平台，包含多种智能系统。

⑹ 智能家居控制系统有什么

1、智能照明

主要实现对整个居住空间的灯光的智能控制管理，可以用遥控等多种智能控制方式实现对居住空间灯光的遥控开和关，调光，全开全关及“会客、影院”等多种一键式灯光场景效果的实现。

并可用定时控制、电话远程控制、电脑本地及互联网远程控制等多种控制方式实现功能，从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能。

2、智能电器

电器控制采用弱电控制强电方式，即安全又智能，可以用遥控、定时等多种智能控制方式实现对在家里饮水机、插座、空调、地暖、投影机、新风系统等进行智能控制，避免饮水机在夜晚反复加热影响水质，在外出时断开插排通电，避免电器发热引发安全隐患。

3、智能遮阳

智能遮阳系统通常是由遮阳百叶或者遮阳窗帘、电机及控制系统组成。控制系统软件是智能遮阳控制系统的一个组成部分，与控制系统硬件配套使用，在智能家居系统中，控制软件通常属于智能家居控制主机软件一部分。

一个完整的智能遮阳系统能根据周围自然条件的变化，通过系统线路，自动调整帘片角度或作整体升降，完成对遮阳百叶的智能控制功能，既阻断辐射热、减少阳光直射，避免产生眩光，,又充分利用自然光，节约能源。

4、节能控制

包括家庭住宅使用的太阳能电池、电器设备；节能、节水及高能效的设备、软件与管理方案；风力发电等。本分类还包括家庭能源管理Home Energy Management System，简称HEMS。

5、远程抄表

采用通信、计算机等技术，通过专用设备对各种仪表（如水表、电表、气表等）的数据进行自动采集和处理的系统。它一般是通过数据采集器读取表计的读数，然后通过传输控制器将数据传至管理中心，对数据进行存储、显示、打印。

6、系统软件

英文Smarthome Software。是指独立于智能家居系统产品厂商的第三方软件，第三方软件企业通过与智能家居系统产品厂商达成底层协议，应用层面的合作，开发可控制主流智能家居系统、

实现智能灯光控制、智能电器控制、智能温度控制、智能影音控制、智能窗帘控制、智能安防控制、智能遥控控制、智能定时控制、智能网络控制、智能远程控制、智能场景控制等功能的软件。

7、系统布线

智能家居布线系统从功用来说它是智能家居系统的基础，是其传输的通道。智能家居布线也要参照综合布线标准进行设计，但它的结构相对简单，主要参考标准为家居布线标准（TIA/EIA 570-A）。TIA/EIA 570-A草议的要求主要是给订出新一代的家居电讯布线给与现今及将来的电讯服务。。

8、系统网络

英文为Home Networking。智能家居系统中指的家庭网络是一个狭义的概念，是指是由家庭内部具备高性能处理和通信能力的设备构成的高速数据网络。

(6)智能家居温度控制系统设计扩展阅读

智能家居控制的特点

1、该智能系统所研发的构造非常灵活，首先我们从它的整体上来看看具有哪些特点，南京鑫派智能控制系统是由各个子系统通过网络通信系统组合而成的。

可以把可以根据需要，减少或者增加子系统，以满足需求，操作管理便捷，智能家居控制的所有设备可以通过手机，平板电脑，触摸屏，语音等操作，非常方便。

2、还有一方面就是在场景的控制方面的功能非常多，拥有各种功能模式给我们的生活提供方便，可以有效地满足于对生活有极高要求的人。

可以设置的控制模式有：离家模式，回家模式，下雨模式，生日模式，宴会模式，节能模式等，可以将家里的温度、湿度、干燥度发布到网上。然后形成整个区域性的环境监测点，为环境的监测提供有效有价值的信息，安装、调试方便，即插即用，特别是用无线的方式可以快速部署系统。

⑺ 基于Wifi的智能家居控制系统设计

于Wifi的智能家居控制
感觉
你明确

⑻ 水温控制系统设计

水温自动控制系统

该系统为一温度控制系统，由于无法确切确定电炉的物理模型，我们采用作t-T(时间-温度)曲线的方法，通过数值分析用三阶多项式拟合t-T曲线。由于采用计算机递归计算，阶数的多少不影响计算的复杂性，所以用三阶多项式拟合。设t(m)=a3m3+a2m2+a1m+a0式中t为时间，m为温度，a3、a2、a1、a0可以通过t-T曲线求出。由于多项式不能完全符合t-T曲线，存在着误差，假设误差为e，m是t-T曲线中的温度，对该误差采用回归递推AR模型进行运算。该模型形式如下：
e(m)=p1e(m-1)+p2e(m-2)+De(m-3)
其中De(m)为白噪声。对此式进行最小二乘法估计，求出参数p1、p2。为简化起见，忽略De(m)得

通过矩阵运算可以求出p1、p2的值，得出整个系统的数学模型为：t(m)+e(m)。在温度控制程序中通过递推即可达到控制目的。实际系统中，温控变量与环境温度有关，所以对不同的设定值，a3、a2、a1、a0可以适当调整，经过程序验证，该方法获得比较理想的效果。
三、方案的比较和实现
1、硬件系统设计
由前面的理论分析可见，本系统是一个典型的闭环控制系统。通过控制算法，对被控制对象中的加热元件电炉丝的平均功率进行控制，达到对水温控制的目的。系统中采用一片Intel8031单片处理器作为主控制器，前向通道为测温部分，后向通道为控制部分。通过按键和数码显示进行人机交互，通过RS232串行通信接口同PC联机进行温度图形化显示打印。
⑴ 测温部分 用于采集被控对象的温度参数。测温部分由温度电压转换，小信号放大及A/D转换三部分组成。
实际情况下，一般IC温度传感器的精度只有0.7℃～1℃，不符合本题目的静态误差0.2℃的要求。而电阻传感器的精度可以达到0.1℃，符合本题目要求。温度传感器是整个控制系统获取被控对象特征的重要部件，这里采用Cul00铜热阻作为温度传感器，其特征参数实测如图1所示。由特性曲线可见，这种热阻探头在系统测量的温度范围内线性特性良好，适用于温度采样使用。

图2 测量分部电路

将温度的变化转变为电压的变化，经过放大后送往A/D转换器转化为数字量以进行处理。Rx为传感器热阻，由电桥实现温度到电压的转换，由运放IC3完成信号的放大，由运放IC4完成信号的调整（具体电路见图2）。
设输入IC3的2、3端电压分别对应为Vi2、Vi1那么
Vout=K(R6/R3)(Vi2-Vi1)
Vout=K(R6/R3)[VrefRw2/(Rw2+R1)-VrefRx/(R2+Rx)]
其中Rx为传感器热阻值，Vref为基准源电压，K为调整系数。
由于Rl>>Rw2（如Rl=100kΩ，Rw2=1kΩ），同样R2>>Rx（如R2=100kΩ，Rx=1kΩ），因而Vout=K(R6/R4)Vref(Rw2-Rx)R2，在后级的A/D满刻度时，那么Vout=5V。
实际电路调节中，已经确定R6，置传感器于0℃环境，调节Rw2，使Vout=0V；置传感器于100℃环境，调节Rw6，使Vout=5V，则完成前向模拟通道的调整。
前向模拟通道的抗干扰性及低漂移、稳定性决定于Vref的稳定性和运算放大器的特性值。系统中采用LM336-5.0作为Vref的基准源，LM336-5.0具有较低的电压漂移，稳定性可达20×10-6。运算放大器利用OP07超低漂移高精度运算，其共模抑制比达120dB，增益达104dB，温漂仅为0.7mV/℃，并且还具有小偏置电流、失调电流等特性，对于保证小信号的低噪音采集，起到了决定性的作用。
A/D采用一片砌ICL7109。ICL7109为双积分型模数转换器，12位输出，分辨率为5/4096=0.00122V。积分型A/D的抗干扰性优于逐次积分型A/D(如ADC0809)。在该系统中使用ICL7109保证了对采集入的变量的准确量化。本题中测试范围为40℃～90℃，温度的最小分辨率为0.2℃(发挥部分)。这样，整个系统的温度采用点数为50×5=250。采用一般8位A/D，分辨率为1/256，可以满足要求，但考虑到边界温度测定、系统分布参数影响、温度扩展等因素，8位A/D为临界应用，系统的线性度和准确度都难以得以保证。故我们采用12位A/D转换器。积分型A/D的缺点是转换时间长，ICL7109的最大转换次数为30次/秒。在数字控制系统中，采样周期的选择与系统的稳定性密切相关，在稳定条件下，采样频率fs应为系统最高频率的两倍，即按照采样定理，应该有fs≥2fmax。但采样周期也不应该过小，即选择与被控对象有关，典型情况下，在温度采样中，采样周期一般为10s～20s，因此这里ICL7109的采样速率完全可以胜任。具体电路见图3。
采用稳定的参考电压源，低漂运放和高精度、抗干扰的A/D，并结合电路的正确设计，保证了测温部分的精度和可靠性。
⑵ 控制部分 用于在闭环控制系统中对被控对象实施控制，被控对象为电炉丝，采用对加在电炉丝两端的电压进行通断的方法进行控制，以实现对水加热功率的调整，从而达到对水温控制的目的。对电炉丝通断的控制采用美国生产的固态继电器。它的使用非常简单，只要在控制端加上一TTL电平，即可实现对继电器的开关，使用时完全可以用74LS06驱动。
⑶ 人机交互系统（数码显示和按键输入）和803l最小系统 整个闭环系统的中央处理器采用8031单片处理器，基本系统如图3-1-4，其中采用一片RAM62256作为数据存储器使用。根据系统功能的要求，人机交互采用按键和数码管构成，利用8031的I/O采集按键开关量，采用动态显示方式显示实测温度和预设温度，显示数据及所用的控制数据由8031的P1口送出。
e(m一1)=a3(m-1)3+a2(m-1)2+a1(m-1)+a0+p1e(m-2)+p2e(m-3)
⑷ 通信接口 系统设计要求控制系统能同PC联机通信，以利用PC的图形处理功能打印显示温度曲线。由于8031串行口为TTL电平，PC串行口为RS232电平，使用一片MAX232作为电平转换驱动。通信速率为9600波特，数据每秒传输一次。

图3 ICL7109的电路图

⑸ 软件系统设计 系统软件占整个闭环控制的很大分量，控制算法在软件系统中实现。软件总体结构5所示。

根据理论分析可知：加热时间可以用t(m)+e(m)递推。m为传感器温度与设定温度差值，e为拟合曲线与实际曲线的误差。设温度设定值为t，传感器读出的值为t1,其递推公式为

e(m)=a3m3+a2m2+a1m+a0+p1e(m-1)+p2e(m-2)

e(m一1)=a3(m-1)3+a2(m-1)2+a1(m-1)+a0+p1e(m-2)+p2e(m-3)..........

e(2)=8a3+4a2+2a1+p1e(1)+p2e(O)

为便于进行复杂的运算，程序采用单片机语言Franklin C51编制。

图4 人机交互系统（数码显示和按键输入）和803l最小系统

测试方法和测试结果
1、测试环境
环境温度为24.7℃。
测试仪器：WD-2型数字温度计（扬州长江仪器厂，精度为0.1℃，测量范围为-40℃～100℃）
2、测量方法
⑴ 温控系统的标定误差 我们将标准温度计和温控系统探头放人同一容器中，选定若干不同的温度点，记录下标准温度计显示的温度和温控系统显示的温度进行比较。
⑵ 温控系统的静态误差 我们从两个方面来测量静态误差：
① 在不同的温度点同标准温度40℃、60℃、75℃、90℃的温度差。
② 在某一确定的温度点在一段时间内同标准温度的差值。
⑶ PC机显示及打印的温度变化曲线(略)
3、测试结果
对本温控系统进行各种环境、各种条件下测试得到数据，经分析可以得到以下结论：我们的系统完全满足设计要求，静态误差方面可以达到0.2℃的误差，在读数正确方面与标准温度计的读数误差为0.8％，即使使用两个标准温度计进行计量，其读数误差也在0.5％以下。
该系统具有较小的超调值，超调值大约为1.6％左右。虽然超调为不利结果，但另一方面却减小了系统的调节时间。从其曲线可以看出该系统为稳定系统。