基于Arduino和云技术的家庭生态监控系统的设计.doc

摘要: 本设计应用云技术和单片机技术实现家庭生态的实时监控，满足现代人对智能化家用设备以及数字化家庭环境的需求。本设计将传感器技术和云技术相结合，有效实现家庭生态包括室内环境数据、电器设备以及智能家具的监测和控制。

本系统主要由下位机和上位机组成。下位机是由Arduino硬件平台、多个传感器和电机控制模块组成。上位机是由PC以及云服务器构成。本设计通过多个传感器实时获取家庭数据。家庭数据包括室内温湿度、PM2.5浓度以及是否含有危险气体。下位机获取到这些数据后通过串口上传到PC上。一方面，PC对获取的数据进行检查，如果空气质量出现异常情况，比如煤气泄漏，会立刻发送警报邮件到用户邮箱。另一方面，PC会实时上传数据到云服务器，云服务器存储数据并通过网页显示出来。用户可以通过网页查看家用设备的使用情况，并且可以通过浏览器远程关闭家用设备。家庭生态的监控系统极大地提高了人们家居生活的安全性、舒适性以及便捷性。

关键词 Arduino；家庭生态；云技术

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1选题背景-1

1.2设计意义-1

2系统整体方案设计-2

2.1设计目标-2

2.2系统设计方案-2

3系统硬件设计-4

3.1硬件方案设计-4

3.1.1 MCU的选取-4

3.1.2温湿度度传感器的选取-4

3.1.3 PM2.5传感器的选取-4

3.1.4危险气体检测传感器的选取-5

3.2电路设计-5

3.2.1 Arduino电路设计-5

3.2.2温湿度传感器电路设计-6

3.2.3 PM2.5传感器电路设计-6

3.2.4 MQ-135电路设计-7

3.2.5电机驱动电路设计-7

4系统软件设计-8

4.1软件方案设计-8

4.2下位机程序设计-8

4.2.1温湿度传感器软件设计-8

4.2.2 PM2.5传感器软件设计-10

4.2.3 MQ-135传感器软件设计-11

4.2.3串口通讯格式设计-11

4.3上位机PC端程序设计-12

4.3.1串口通讯软件设计-12

4.3.2服务器通讯软件设计-13

4.3.3邮件发送软件设计-14

4.3.4主程序设计-14

4.4上位机云服务器软件设计-15

4.4.1用户认证-16

4.4.2获取数据-16

4.4.3数据显示-17

4.4.4用户交互-17

5系统的运行结果及问题分析-19

5.1运行结果-19

5.2问题分析-20

5.3技术参数-20

结论-21

致谢-22

参考文献-23