1. 研究目的与意义（文献综述）
随着经济的发展，社会信息化的程度不断地提高，网络的出现将信息化深刻地烙刻在我们的文明长卷中，电子信息技术，通信技术融入到我们的生活与工作之中，智能化设备能够自主脱离人工操作，极大地提高了企业的生产效率，创造了巨大的物质财富。同时，智能化家居能否进入千家万户，为普通人的生活方式产生实时的便利，也成为了设备智能化水平的重要标志，传统的家居系统的结构中，庞大复杂的布线网络，开关结构，更重要的是启动与关闭家居的操作必须是用户时刻亲手操作，在很多情况下给用户造成了极差的体验和繁忙的工作，更是对如今高速发展的信息科技提出的挑战，自1984年美国通过对一栋旧时大楼进行了部分改造，采用计算机系统对大楼电梯，空调等设备连接和监控，建成了世界上第一幢智能建筑，智能家居（smarthome）[1-2]系统也随之进入了人们的视野，引发了人们研究智能领域的热潮。随着电子信息技术，网络通信技术的不断发展，再加上人类不断地深入研究与探索，智能家居系统的发展取得了很大的进步。物联网是现代网络技术中飞速发展的一种新型技术，物联网（theinternet of things）[3]概念源自突尼斯信息社会世界峰会上发布的一篇报告，即《itu互报告联网2005：物联网》，是在互联网的基础上得以延伸和拓展的物物交流，通过射频识别 (rfid）[4]、红外感应器、全球定位系统,激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通讯,以实现智能化识别，定位，跟踪，监控和管理。通过末端设备和设施可以实现任何不同种类物品之间的通讯，一经提出，物联网技术便在智能家居设计领域中被广泛应用。微控制器在智能家居系统之中是起着至关重要的作用，决定设计出的智能家居系统运行是否快捷，功能是否完善等一系列的重要指标，是整个智能家居系统的核心。意法半导体公司（st）推出以cortex-m3[5]为核心处理器的stm32系列微型控制器，基于其价格低廉，低功耗，高性能，开发简单的特点，从而被广泛的运用于各个领域，更是成为了智能家居系统中微控制器的首选。
1984年美国康涅迪格州的第一栋智能建筑，当时只是对旧时的大楼进行一部分的改造，采用计算机系统对大楼内部的空调，电梯，照明等设备进行监控，并提供语音通信，电子邮件，情报资料等方面的信息服务，从此拉开了智能家居的序幕。其中国外智能家居系统的研究起步比较早，欧洲，美国，加拿大，日本等国家及地区在提出了几种家居网络专用协议（eib[6], ehs, batibus等）的同时也将常见的现场总线，如can[7], ff[8], lonworks[9-10]成功应用于家居网络之中。1997年比尔盖茨花费巨额和大量的时间精力打造自己的智能建筑，将所有的家居与设备都连接到家庭的计算机上进行控制，网络速度快，性能稳定的后台来进行管理。2002年5月，在新加坡举行了“亚洲电子消费品与家庭电器国际展览会”，推出了新加坡模式的家庭智能化系统，该系统提出的以下功能：三表抄送，家电控制，智能布线箱等功能，截止2007年，已有超过5000户家庭采用了这种家庭智能化系统，美国有超过40000户家庭采用。在美国，传统智能家居系统早在20多年前就采用x-10协议，x-10协议直接利用电力线作为控制总线, 并通过电力线将各传感器、执行器和网关等设备连接起来, 各设备借助两组机械拨盘设定地址, 通过地址绑定组成协调一致的系统。2011年，美国nest公司推出的两款智能家具设备智能温控器和智能烟感器收到广泛关注，于2014年被谷歌公司收购。同年，苹果公司在全球开发者大会（wwdc）上发布了智能家居管理应用（homekit）[11]，该平台整合siri的功能，让用户通过iphone和ipad等设备实现对门窗，灯光的控制，homekit开放了应用程序编程接口（api）,该平台一切功能都基于siri功能而实现。而国内针对智能家居系统的研究起步比较迟，但不得不说，发展极其迅猛，1997年我国出台了《小康住宅电气设计（标准）导则》，首次在《导则》中明确规定了住宅小区电气设计的相关标准。2014年美国国际电子消费展（ces）上,四川长虹展出了基于家庭互联网战略的智能电视，智能空调，智能冰箱等一系列产品，实现了互联互通互控的一体化系统。海尔公司同样推出了成套的智能家居系统，通过红外线连接一连串的传统家庭设备的smartcenter,用户可以根据自己的实际需要diy智能家居系统。近些年来，更是伴随着各种精密传感仪器的出现，智能家居的智能化水平越来越高，高精度的烟雾传感器[12]，光照强度传感器[13]，湿度传感器[14]使得实现智能控制功能也越来越方便。无线网络传输的普及，wifi技术[15]，zigbee无线传输技术通过无线媒介传播信息，广泛用于需要无限延伸的地方，方便的实现了智能家居远程控制的能力。
综上所述，智能家居系统无论在国内还是在国外都是十分热点的话题，也是业界人士纷纷研究的重点，实现更高端，更便捷的智能家居系统也一直是人们所追求的。对于现如今众多互联网企业打造出来的云平台，各种无线传输方式的不同特点，cortex-m3内核的stm32为如今最前端的微控制器件，在很多中控领域都有广泛的应用，相应的技术也都比较成熟，但针对不同场合不同需求而言也存在着一些问题，因而设计cortex-m3在以物联网平台为支撑的智能家居系统是非常有必要的。
2. 研究的基本内容与方案
（1）研究的基本内容：
本次研究的基本内容是学习并熟练运用cortex-m3的相关知识，运用stm32（cortex-m3）嵌入式处理硬件设备，mdk5开发软件，通过各类传感器的数据采集传输，wifi模块的联网，云平台服务器与手机终端app的互联互通，实现一套智能家居系统。
（2）目标
3. 研究计划与安排
第1-3周：查阅相关中、英文文献资料，确定设计方案，比较各种硬件设备，完成开题报告；
第4-5周：完成论文开题工作，完成不少于2万字符的英文翻译任务。
第6-12周：搭配连接硬件设备，编写软件代码烧录工作，完成智能家居系统的设计与调试，并撰写论文初稿；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 李敏智.基于cortex-m3内核的智能家居网关设计 [d].广东工业大学,2014.
[2] 丁双鹏.物联网技术在智能家居中的应用分析[j].数字通信世界,2019(03):173.
[3] suaybs. arslan,raja jurdak,jens jelitto,bhaskar krishnamachari. advancements indistributed ledger technology for internet of things[j]. internet ofthings,2020,9.
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