摘 随着科学技术的不断发展，随着物联网的快速发展，智能家居系统作为物联网技术的重要应用也得到了显著改进。目前，智能家居系统的应用只存在于高端群体中。主要原因是智能家居系统的性价比。为了实现智能家居市场的有效扩张，特别需要开发和开发一种针对低端用户和流行的小型智能家居系统。
关键词:物联网；智能家居；小；大众化；STM32
中图分类号：TP273 文献标识码：A
智能家居是以家居环境为平台，实现建筑、网络、计算机、通信、自动化技术的相互融合，实现安全、方便、环保的生活环境，包括服务、功能和管理。基于STM32系列芯片小型智能家居系统的核心是智能家居控制器，还包括多功能面板、智能插座、窗户控制模块、电动窗帘等智能家居产品。通过WIFI或以太网，实现智能家居控制器与家庭信息互联处理中心的及时通信。
一、智能家居控制系统整体设计
(1)智能家居系统控制器
作为整个智能家居系统的核心内容，智能家居控制器模块对整个智能家居系统功能的成功起着关键作用。本文以小型智能家居控制系统为基础STM根据控制器的功能，将32芯片设计分为以下模块：模拟输入模块，RS485通信模块，以太网接口模块，电源模块，LED开关量输出模块、无线通信模块等。
(二)智能家居产品介绍
1 智能插座
STM32系列芯片设计也是智能家居系统智能插座的核心，也涵盖了继电器ADE7753电能芯片、液晶显示屏等模块能准确显示相应家用电器的功率参数；此外，还可以个性化设置家用电器的电源启动时间，从而实现家用电力负荷的最合理分配，促进电网功能的成功实现，可独立工作，也可通过485总线与系统控制系统通信完成相关操作。
2 红外多功能转发器
智能家居系统的红外转发器装置可以学习、接收、存储和转发家用电器的遥控红外信号，如电视、空调、冰箱等设备。和智能插座一样，它不仅可以独立完成工作，还可以借助485总线与控制器通信。
3 触摸屏
在本文所设计的小型智能家居系统中所采用的是一彩色触摸屏，该显示屏采用一种具有较高清晰度的四线电阻式TFT液晶显示屏，清晰度高，尺寸7英寸，800英寸×产品分辨率480，塑料结构先进，工业能耗相对较低，主要规格为400MHZ的CPU频率，64G的闪存以及64M内存，小于7W的功率，接口包括了1*RS1485隔离接口和1*RS232隔离接口，一主一从*USB电源输入为24VDC；还安装了实时多任务操作系统的组态软件。此外，该产品还通过总线485和智能家居控制器设置远程控制、远程传感和各种情境模式。
4 多功能面板
小型智能家居系统中的多功能面板也是如此STM以32系列芯片为核心，主要包括4路继电器的输出，可同时控制灯、排气扇等4路用电负荷。该产品可以独立工作，也可以通过485总线与系统核心控制器实时通信。
二、设计小型智能家居系统硬件平台
小型智能家居系统中涉及的硬件部分是STM32系列芯片，8路双向光耦合隔离TLP280-4、5路RS485总线，8路达林顿驱动ULN2803、2路高速光耦隔离器6N137、以太网ENC28J60以及Flash存储器SST25VF016B。
1 STM32系列芯片介绍
STM32系列芯片在设计过程中采用了具备高性能特点的ARM Cortextm-M3 32位的RISC工作频率为72MHz，在高达512K字节闪存和64K字节的SRAM内置高速存储器还包括一个闪存微控制器，字节为1512字节；还包括几个标准先进的通信接口，在本设计中，共有11个定时器和13个通信接口STM32芯片管脚的详细功能划分。
2 以太网模块ENC28J60
在小型智能家居系统的设计过程中，可以实现系统各控制器与家庭信息处理中心的实时通信。
3 ADE753单相电能计量芯片
该芯片具有低能耗、高精度的良好功能特性，该芯片中的有功电能测量误差为0.与其他芯片相比，其精度在1%以内具有明显优势。同时，采用直流电源，电压等级为5V，与DT/双传感器接口和SPI串行通信；此外，芯片内还有更多的寄存器，在具体的设计过程中，只需对内部寄存器进行相应的读写操作即可完成。
4 Flash存储器SST25VF016B
存储器的主要功能是小型智能家居系统中的各种设备IP汇总和存储地址。
5 RS通信芯片485总线接口SN65LBC 184
该装置在系统设计过程中的重要作用是实现探测器与前端智能设备之间的半双工通信。在通信芯片的应用过程中，通信方向的控制是由DIR如果DIR5端为低电平时，控制器为发送状态，相反，如果为高电平，则为接收状态。
6 双向光耦合隔离TLP280-4高速光耦隔离6N137
TLP280-4就是一微型的耦合器，一般适用于贴片安装，并在PCMCIA广泛应用于传真调制解调器和可编制控制器电路；6N137光耦合器是一种在单通道条件下应用的高速光耦合器，其中含有光耦合器LED(其波长为850纳米)和一体化检测器，该集成探测器由高增益线性运输、一光敏二极管和一集电极开路三极管组成；此外，光耦合隔离器还具有高速数字开关中的电压、电流和温度补偿功能A/D转换电路等领域应用广泛。在本文设计的小型智能家电系统中，其8路光耦合隔离输入端电路由TLP该系统的2路高速光耦隔离器输入端电路由280-4组成N137所组成。
7 小型智能家居系统供电路系统
该智能家居系统的电源输出由系统控制器所提供，所提供的电源来实现系统中所有的智能用电产品的使用，如智能家居产品(多功能面板和智能插座等)、触摸屏以及上位机管理软件等；其中上位机管理软件是一款基于LABVIEW开发环境中得以开发应用的软件，也是该智能家居系统的重要集中管理工具和手段，通过智能家居控制器底层控制协议和以太网协议，实现系统应用层面管理软件的有效集成，实现家用电气设备、安全设备、照明、温度设备的控制和调整，实现相关场景的定期、设置等远程监控功能。
小型智能家居系统的软件设计也是基于STM以32台单片机为基础，通过C语言编程完成，还涵盖了系统控制器程序和多个设备的驱动程序；在系统中，通过RS485总线实现控制器与智能模块之间的实时通信，也可直接使用标准化的串口驱动程序；此外，实现触摸屏与智能家居控制器之间的通信功能也是基于RS485总线，通过嵌入式多任务操作系统组态软件完成家居设备的控制和相关场景模式的设置。
结语
本文成功设计了一个小型智能家居系统STM基于32芯片，系统智能家居模块主要涵盖智能控制器、多功能面板、智能电表、智能插座等家居模块；同时，智能家居系统有效结合烟雾探测器、网络摄像头、红外探测器等一系列安全产品，共同构建完善的智能家居系统；小型智能家居系统控制灵活，各模块功能可扩展性强；设备操作简单快捷，适用于家庭、学校、医疗、实验研发等领域。随着科学技术的不断进步，人们对物质生活的要求必然会越来越高，智能家居系统的小型化必然是未来的发展趋势。因此，小型智能家居系统在未来发展过程中的应用将越来越普遍，得到人们的认可和欢迎。
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