1. 研究目的与意义
随着我国经济建设的发展，智能化发展越来越广泛，是未来世界的主流趋势。开发智能家居相关产品不仅能够满足人们生活的需求，对整个社会信息化进程的推动作用也不可忽略。同时现今社会的家居装修也是与智能化产品息息相关，应用智能化系统，配置高科技产品，让住户享受到智能化带给家居的便利与舒适。因此本课题的研究设计具有非常重要的意义。用户可以通过串口通信将控制指令传达到各功能模块，利用传感器控制设备，实现智能家居安防、控制、娱乐、舒适、节能、生态、家电等系统功能，为我们打造更为安全舒适且便利的生活环境。现今社会的家居装修也是与智能化产品息息相关，应用智能化系统，配置高科技产品，让住户享受到智能化带给家居的便利与舒适。因此有必要对智能家居控制系统进行研究。
本设计主要内容是利用树莓派实现具有能够语音控制灯的亮灭，火灾报警，视频监控等功能的智能家居系统。通过设计，进一步了解树莓派的相关功能，掌握相关传感器功能的实现方法，为今后设计打下基础。2. 课题关键问题和重难点
本文将研究一种基于树莓派的智能家居控制系统，该系统由主控模块、火灾检测和报警模块、语音控制模块、LED灯、视频监控五个模块构成。在此设计系统中，以树莓派为主控模块，语音识别模块接收到开灯关灯等控制指令后进行识别并转换成数字信号，由树莓派进行采集处理，实现对应LED灯的亮灭；气体传感器检测火灾情况，可燃气体与气体传感器接触后会产生特定的模拟信号，该信号经过A/D转换后，由树莓派进行采集处理， 当气体浓度超过设定的报警限时，会触发蜂鸣器进行报警；摄像头连接树莓派采集周围图像信息，进行视频流实时传输，实现视频监控功能。
课题难点:
（1）智能家居控制系统的硬件电路设计。
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着时代和科技的发展，智能产品逐渐深入我们的生活，其使设备自动化，为我们打造了高效便利的生活方式。智能产品便是利用先进的计算机技术和网络通讯技术将各种与日常生活相关的系统产品有机结合在一起，统筹管理，使我们的生活更加高效便捷，优化我们的生活方式。而今家居装修也与智能产品息息相关。根据智能家居协会的定义，智能家居就是通过家庭网络将相关技术和服务结合起来，以提升生活品质的一种系统[1]。智能家居作为一种自动化、智能化的信息物理系统，也是控制科学与工程学科研究和发展的一个重要领域，需要为此建立一套完整的技术体系，才能促进该技术领域的产业化发展[2]。通过对智能家居控制系统详细的分析、研究和设计，实现了一种成本低廉、易于操作的解决方案，系统拥有人性化场景模式，实现设备间的智能互动，使家居生活更加安全舒适、节能高效[3]。
几年前部分经济发展较快的发达国家已经明确提出了“智能家居” 的概念，但对于智能家居标准的定义至今还没有完全统一，不过行业内大家都一致追求高度的安全性、舒适的居住环境和快捷的信息通讯方式，同时也对未来家庭设备自动化和通讯与网络配置自动化提出了更高的要求[4]。在智能家居系统的研究和发展上，国外一些发达国家一直处于领先地位。1984年，当联合技术公司将信息化和建筑设备一体化的理念应用于美国康涅狄格州的城市广场大楼时，出现了第一座智能建筑，从此开始了全球建造智能住宅的热潮[5]。国外发达国家更早地注意到智能家居行业的发展前景和商业价值，在研发方面占据较大优势，注重智能家居的设计与制造。因此，智能家居在国外更为普及，民众接受度也更高。不过也因此国内的智能家居制造在海外也具有广阔的市场。
国内智能家居行业从90年代开始萌芽，行业体系愈发健全，但是后面因智能家居公司撤离国内市场导致智能化发展徘徊停滞，进入寒冬期。不过现阶段由于市场和政策等原因中国的智能家居产业也进入高速发展阶段，许多互联网公司相继加入智能家居控制行业。如格力智能家居系统在集成性系统平台的基础上打造了符合现代家居智能化和绿色化的新生态模式，在该模式下格力智能家居系统通过语音指令、手机APP、智能门锁等控制接口打造了智慧卧室、智慧客厅和智慧厨房等多功能智能化场景，实现了格力旗下所有智能家居设备的互通互联[6]。
4. 研究方案
根据任务和实际要求，该总体方案主要有主控模块、火灾检测和报警模块、语音控制模块、LED灯、视频监控五个模块构成。系统构成框图如图4-1所示。
图4-1系统构成框图
5. 工作计划
第1周：接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料；
第2周：阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；
第3周：确定传感器、信号传输电路，参阅有关资料，分析调理电路工作原理；
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