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