智能家居灯光开关模块设计与应用

摘要

随着经济的高速发展，物联网技术的不断更新迭代，单片机技术也被更加广泛的应用。智能家居就是在这样的背景下产生的，智能家居中的灯光控制系统可实现舒适性灯光控制的效果，从而为人们提供更为便利舒适的照明环境。

本设计通过STM32F103单片机作为灯光开关模块的控制单元，STM32芯片是意法半导体开发的32位单片机，集成了各种丰富的接口，通讯模块及其他功能模块，同时拥有低电压和节能的优势，控制单元通过GPIO控制继电器、LED状态反馈灯、按键信号采集等。

关键词　物联网，智能家居，灯光控制，单片机，RS485，MODBUS协议

目录

摘要1

目录2

第1章 绪论4

1.1 研究背景4

1.2 研究目的和意义4

1.3 单片机技术发展现状4

1.3.1 内部结构进步4

1.3.2 功耗、封装及电源电压进步5

1.3.3 工艺进步5

1.4 产品定义5

1.4.1 产品命名定义5

第2章 系统需求与总体设计6

2.1 系统功能需求6

2.1.1 功能需求6

2.1.2 性能需求6

2.2 开发环境需求7

2.2.1 硬件环境7

2.2.2 软件环境7

2.3 单片机原理7

2.4 总体框架设计8

2.4.1 设计原则8

2.4.2 设计框架8

第3章 硬件实现9

3.1 关键器件选型9

3.2 方案设计9

3.2.1 硬件原理架构图9

3.2.2 硬件原理功能描述10

3.3 原理图设计10

3.3.1 SW8-L 设计原理图10

3.3.2 SW8-H 设计原理图12

第4章 软件实现13

4.1 软件架构设计13

4.1.1 软件框架图13

4.1.2 控制流程图14

4.1.3 通讯协议格式设计14

4.2 软件关键技术预研15

4.2.1 通讯协议MD5码加密原理15

4.2.2 工作状态机16

4.3 软件代码实现16

4.3.1 继电器控制代码16

4.3.2 LED状态指示灯控制代码20

4.3.3 状态机代码22

第5章 软硬件测试25

5.1 测试原则25

5.2 测试内容26

第6章 结论27

参考文献28

致谢29