智能小区设计与开发

张桉实 胡元元

沈阳工学院信息与控制学院

智能小区设计与开发

张桉实 胡元元

沈阳工学院信息与控制学院

1 引言

1.1 设计初衷

中国建筑智能化是逐步发展起来的，人们对工作和生活环境越来越高的需求，以及影响建筑智能化的信息技术的不断进步，构成了推动建筑智能化不断发展的主要动力。

随着现代通信技术和自动控制技术的迅速发展，智能化小区在发达国家应运而生。它通过对社区建筑群四个基本要素的优化考虑，提供一个投资合理，又拥有高效、舒适、温馨、便利以及安全的居住环境。

近几年，各地政府主管部门以及房产开发商越来越重视智能化小区的开发和建设，并提出了实现住宅小区智能化的总体目标，以此来提高住宅的科技含量和居住水平，以适应21世纪的现代化居住生活的需要。

面对这样的趋势，想要构建一套模拟智能小区模型的想法应运而生。

1.2 适用范围

这款模拟智能小区模型，虽然结构简单，但能实现局域网远程访问控制，同时也可对模拟小区模型环境内的一些数据进行检测，通过继电器链接到真正的水泵上、电灯上。如果规划合理，完全可以应用在真正的小区环境中，实现智能小区的一部分功能，体验智能小区生活。

1.3 开发工具

①数据实体图和功能模块图设计：WPS2016；②开发工具：Eclipse、Java、IAR(8051)、单片机开发板、Android平板电脑。

2 系统概述

2.1 系统总体结构

智能小区包括三个部分：主控芯-AT89C52、环境监控部分-各种传感器、小区外部控制部分-各种外部设备。

由PC端监控系统与CC2530结合控制本系统。系统通过温度传感器ds18b20将周围环境中的温度检测出来传送至单片机，通过光照强度传感器BH1750FVI实时检测环境中光照强度，通过温湿度传感器DHT11检测空气中的湿度并由相应的模块做出调节。利用PC端监控系统控制继电器进而控制外部设备的开启与关闭。

2.2 系统功能模块

智能小区系统包含了两大模块，分别是监控系统和控制系统。监控系统主要是通过PC机端和安卓移动终端对小区内环境进行监测，控制系统分为绿化控制和灯光控制。

3 系统实现

3.1 传感器部分

我们采用的单片机是CC2530模块，具有极强的运算能力和极强的中断响应能力，并且具有通用的架构，简易的开发流程，丰富的模拟外设和通信接口，丰富的设计及低廉的价格等特点。还具有大量的内存存储数据，具有低电压供电，体积小，反应快等特点，可灵活应用于各种控制领域，提供许多高性比的应用场合。

所有用到的传感器和作用如下：

（1）温度传感器由两种不同的材质做成，通过对周围温度的感应，输出电位差的变化量给终端，终端进行处理，显示出周围的具体温度，提醒人们当前监测的温度变化。如设备的温度，防止设备烧坏。

（2）光传感器利用光敏元件将光信号转换成电信号，传给终端进行处理，实时的告诉人们周围的光照强度，根据光照强度智能调节灯光，节省能源，提供使人舒适的光照环境。

（3）利用气敏传感器来感应小区的煤气或者液化气是否泄露，能有效的防范火灾的发生。

（4）利用人体红外传感器来感应周围是否有人经过，以便提示防护人员禁止进入的区域进入外人，路灯在夜间也可以根据传感器提供照明。

3.2 PC-服务器端

智能小区的PC服务器端口，作为整套设备的核心设备，它具备服务器开放或者关闭的选择，传感器接收数据的显示，和远程Android数据的传输功能，并可以根据每个传感器所检测的数据对每项数据形成折线图，显示在电脑界面。

3.3 Android手机端

用户通过安装在Android平板电脑平台的“智能小区”手机软件APP对传感器节点所检测到的数据和用电器的状态进行查看，同时可以根据用电器状态进行调整。如控制路灯的开关、喷泉的情况等。

3.4 应用流程

硬件连接：选择五块开发板，选择其中一个当网关节点，连接电脑做为服务器。将其余4个开发板分别连入220V电灯、12V路灯、12V红绿指示灯。

电脑端调试：将网关节点接入电脑，并且让电脑出于任意一个局域网内，打开电脑终端软件。

之后点击“打开”按钮，开启网关节点，再点击“自动刷新开”，获取传感器所检测到的数据，显示在电脑终端。

此时，可以查看到每个传感器节点所检测到的数据，并在右侧的窗口绘制折线图。同时可以点击软件左下方的开关按钮控制每个节点所连接的用电器，因为本次演示所连接的用电器有220V路灯、12V红绿指示灯、12V水泵。所以我们点击开关，让他们于工作状态。

同时我们可以通过Android手机软件控制这套设备。首先将手机和电脑终端服务器置于同一个局域网内。通过在手机端输入电脑终端的IP地址链接服务器。

链接成功后，此时可以在手机端对整套设备进行控制，如查看传感器节点检测到的数据、控制用电器的工作状态

4 系统创新点

本次作品系统追求高性价比、高可维护性、安装操作简单、适用范围广。力求以最简单的方法解决最普遍的智能小区需求。随着智能设备的发展和成本的降低，智能小区控制系统必然会和传统设备行业结合，从而使智能小区系统更加完善。通过系统的整合，使整个系统的安装和调试更加系统化，减少重复投资，降低安装和调试的费用，生产物美价廉的小区化产品，使智能小区得到更好的普及。

胡元元