1. 研究目的与意义
根据调查发现在新基建的背景下，随着人工智能的快速应用与普及，万物互联互通已成为经济社会的发展趋势，智能家居也迎来发展机遇。
伴随着科技和经济的高速发展，物联网逐渐影响到各行各业，开始与我们的生活息息相关，其中全屋智能家居便是家庭环境下物联网的重点应用领域。
全屋智能已经成为家居消费板块的热门关键词，随着产业发展不断提速，行业、市场、媒体、专家及消费者都在思考全屋智能的未来。
2. 课题关键问题和重难点
需要解决的关键问题如下：
(1) 寻找适合要求的传感器。传感器是整个多场景全屋智能家居系统的首要环节，同时更是系统的关键部件，它的灵敏度、测量范围等都会影响所测得数据的准确性，而数据的准确性是整个系统的基础，因此一定要根据要求选择合适的温度、湿度等传感器。
(2) 选择合适的单片机。单片机系统应该具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点，否则经济价值和现实意义太小。
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着我国新兴产业的不断壮大，中国人的数字生活迎来了新时代，智能家居拥有巨大的市场和用户价值。为了给智能家居的理论研究提供参考，助力政府工作报告首次提出的“智能 ”这一重要概念的运用及发展，通过对智能家居国内外文献进行系统的梳理，从功能和社会技术的观点视角归纳出智能家居得以快速发展的原由，从用户视角归纳出智能家居发展过程中所面临的挑战，并从行业视角及社会视角归纳出智能家居发展趋势。
（1）国外的研究现状、研究方向及发展趋势：苹果首次向公众发布Home Kit平台:一个能与物联网设备相连的智能家居平台，只要厂商获得苹果授权认证就可以生产支持Home Kit的智能家居产品，用户可以通过Sari来控制这些设备，并可以制定个性化的需求指令。在苹果向智能家居设备厂商开放这一平台后，海尔公司和美的公司相继宣布接入 Home Kit平台，随后推出基于此平台的智能空调产品，允许苹果用户通过语音或APP发出指令来控制空调。三星公司随后提出全新的Smart Home系统，在此系统下，智能冰箱、洗衣机、电视机等智能家电都可以通过智能手机、手表来控制。在家中，用户可以将各种设备连接网络，用智能手机、平板电脑、智能手表甚至是智能电视作为控制智能家居系统的控制中心，从某种程度上看，三星提出智能家居概念打造了未来所有连接的基础。
（2）国内的研究现状、研究方向及发展趋势：自智能家居的概念于 20 世纪 90 年代提出，其定义也随着相关技术的发展得以补充。根据 Le 等人的说法，智能家居应具有自动化、多功能、适应性、交互性、高效率特征。Sumaiti 和 Ding 也分别指出，通过以下两种方式可实现智能家居的目标 ：通过识别相关的人类活动并提高其在家庭环境中的自动化程度，或通过远程家庭控制提高家庭舒适度及家居安全性，促进能量管理。我国各界对智能家居的普遍定义是利用自动控制技术、综合布线技术等有效实现环保节能与安全舒适的居住环境。我国智能家居的主要应用场景包括家庭安防、幼长关爱、全屋控制、能源管理等。小米正式开始智能家居布局，小米从未掩饰自己在智能家居的野心，在小米手机市场占有量不断增加时，从电视、机顶盒、路由器到空气净化器、净水器等领域一路发展。小米推出智能家庭套装，包括多功能网关、门窗传感器、人体传感器和无线开关。套装内的四个小部件组合在一起,可以实现家内房屋设防、门窗开启警报、有人经过提醒等多重功能。虽然在这个套装是基于现有的技术整合，没有嵌入新技术，但它们可以作为“传感器”的存在，与小米其他产品进行联动工作，实现一些完全智能化的操作。从国内外各企业的布局愿景来看，未来的智能家居将会更好的为家庭生活服务。
4. 研究方案
多场景全屋智能家居生态系统可以通过一系列的语音控制实现不同的场景切换，如发出准备休息的语音指令，进入休息模式，实现自动关窗、自动拉窗帘等功能。多场景全屋智能家居生态系统通过传感器、电机实现自动开关灯、窗帘、水和重要物品携带检测，通过温湿度传感器、一氧化碳传感器、空气质量传感器来实现房屋内外的环境监测并将结果显示在屏幕上，在门口配备摄像头进行人脸识别开门，最终构成全屋智能家居生态系统。
本次设计是以单片机作为核心的自动控制系统，包括人脸识别、 AD 转换、单片机、复位电路、温度检测、湿度检测、屏幕显示、软件系统等部分的设计。多场景全屋智能家居系统通过ADC转换读取电压值，并计算出温湿度、一氧化碳含量、空气质量、光照强度等多项房屋内外数据，并显示在屏幕上，同时还设置有屋外雨水感应装置和屋内忘带提醒装置，系统工作时，显示各个传感器采集到的数据，人脸识别通过比对数据库中的主人人脸图片来确定房屋主人并自动开门，语音控制全屋场景切换，以就寝模式为例：语音识别到“我要休息”的指令，此时系统即进入设定的状态，灯具、窗、窗帘关闭，通过音频处理实现语音识别控制使整个硬件体系与用户互动的包裹性更强。同时语音控制为用户提供了多种个性化的智能场景设置，一键控制多个设备，可以根据自己的需要设置情景组合，如离家模式、回家情景、休息情景、就餐情景、起夜等模式。
智能控制系统可以根据家庭的需要随意模块化地组合各种家电，并实现智能系统和硬件的无缝配合。并提供多元化的控制功能，如灯光、窗帘、安防、监控的集中控制和管理。智能家居系统命令的执行周期（从发出命令到完成执行）执行周期短，反应及时，效果好。还能提供舒适、高效的生活环境，以实用为核心，易用性和人性化为主。根据用户对智能家居功能的需求，整合以下家居控制功能：包括房屋内外环境监测、智能灯光、窗帘控制、煤气泄露、携带物品提醒等。
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、无线传输电路，参阅有关资料，分析调理电路工作原理；
