论文题目：基于阿里云IoT平台的智能空调控制系的设计与实现
摘要：随着现代信息技术的发展,万物互联的全新时代即将正式到来,基于物联网的智能家居方兴未艾。目前,大多数家用空调系统都是一对一单控制,无法远程监控空调的系统运行状态,发生故障后,售后人员只能凭大多数用户的非专业描述判断故障原因,很难快速定位并解决问题,新型智能空调已经成为传统空调系统升级换代的最佳选择。本文基于传统中央空调控制技术和物联网技术,设计了一款基于WiFi与阿里云物联网平台的智能空调控制系统。智能空调控制系统包括智能空调控制器、物联网平台、移动端APP、上位机监控等四部分构成。整个系统的实施方案:以R5F100FEA为控制器的主控核心,通过以MM1192为核心的内机通讯电路连接内机,以T5L1为核心的LCD驱动电路显示人机交互界面,以EMW3080模组为核心的WiFi电路通过路由器将控制器的运转信息上传到阿里云物联网平台,且基于QT框架开发上位机监控用于在PC端监测空调运行状态。论文深入分析智能空调控制器的硬件设计原理与软件开发逻辑,阿里云生活物联网平台的项目创建和产品定义流程,设备接入协议和调试方法。智能空调控制器的硬件开发主要包括控制器主控核心R5F100FEA的外围电路设计、WiFi模组电路设计、内机通信电路设计、RS485集中控制电路的设计、电源供电电路设计、LCD液晶显示驱动电路设计、传感器和红外接收电路的设计。软件开发包括WiFi模组与主控MCU核心通讯设计、主控MCU核心与RS485集中控制器通讯设计、WiFi模组与阿里云物联网平台通讯设计、WiFi模组与阿里云物联网平台数据流解析、控制器与内机通讯设计、LCD液晶显示UI及驱动程序设计,物联网平台搭建与数据流定义、QT上位机监控软件程序设计与UI开发。通过与某品牌的多种空调内机组和RS485集中控制器的长期联合测试,结果表明所设计的智能空调控制系统能有效控制多种空调内机,可以通过三种不同的方式向用户传达设备信息,控制系统兼容用户定制的RS485集中控制器,能够稳定连接阿里云物联网平台,实现对空调内机组的智能化管理。实现了空调室内机组、物联网平台、移动端APP、PC端监控软件、RS485集中控制器之间的数据同步,达到了预期设计的目标。
关键词：物联网;智能空调控制器;多联机空调组
学科专业：集成电路工程（专业学位）
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 空调控制器的发展历史及现状
1.2.2 空调控制器联网设计方案的研究现状及发展
1.2.3 空调监控研究现状及发展
1.3 本文章节安排
第二章 总体方案设计与关键技术分析
2.1 系统需求分析
2.2 总体设计方案
2.3 系统关键技术分析
2.3.1 嵌入式技术
2.3.2 无线网络通信技术
2.3.3 MQTT协议
2.4 本章小结
第三章 智能空调控制器的硬件设计
3.1 系统总体硬件设计方案
3.2 电源电路设计方案
3.2.1 电源供电电路设计
3.3 主控MCU部分电路设计方案
3.3.1 主控MCU电路设计
3.3.2 内机通讯电路设计
3.3.3 RS485 集中控制器电路设计
3.3.4 传感器与红外接收电路设计
3.3.5 时钟电路设计
3.3.6 记忆电路设计
3.3.7 WiFi电路设计
3.4 LCD液晶显示部分电路设计
3.4.1 LCD驱动MCU电路设计
3.4.2 FLASH电路设计
3.4.3 microSD电路设计
3.4.4 复位电路设计
3.5 本章小结
第四章 智能空调控制器的软件设计
4.1 主控MCU程序设计
4.1.1 软件开发环境简介
4.1.2 主程序设计
4.1.3 RS485 集中控制器通信程序设计
4.1.4 WiFi通信程序设计
4.1.5 LCD通信程序设计
4.1.6 内机通信程序设计
4.1.7 温度采集、红外接收程序设计
4.1.8 实时时钟程序设计
4.1.9 记忆程序设计
4.2 LCD驱动MCU程序设计
4.2.1 DGUS开发环境简介
4.2.2 开机界面设计
4.2.3 待机界面设计
4.2.4 开机主界面设计
4.2.5 运行参数设置界面设计
4.2.6 设置界面设计
4.2.7 机器名称设置界面设计
4.2.8 屏幕休眠时间设置界面设计
4.2.9 系统时间设置界面设计
4.2.10 亮度设置界面设计
4.2.11 WiFi设置界面设计
4.2.12 OS核程序设计
4.3 本章小结
第五章 云平台与上位机的开发
5.1 物联网平台开发
5.1.1 阿里云物联网平台简介
5.1.2 物联网平台开发流程
5.2 Wi Fi模组固件烧录
5.3 上位机软件开发
5.3.1 上位机开发环境简介
5.3.2 上位机界面设计
5.4 本章小结
第六章 系统测试
6.1 控制器整机测试
6.1.1 电路板测试
6.1.2 电源电路测试
6.1.3 内机通讯电路测试
6.1.4 Wi Fi模组通讯测试
6.1.5 功耗测试
6.2 物联网云平台测试
6.2.1 设备接入云平台测试
6.2.2 消息推送测试
6.3 测试结果分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献