1. 研究目的与意义
随着云计算和大数据的发展，物联网时代的带来，智能家居成为了物联网时代的代表性项目，智能家居的目的就是带给人们更加智能、舒适、便利的生活方式。研究智能家居系统就是为了能够研发出一个能够实现家居设备之间互联互通的控制系统。在物联网时代，科技的飞速发展将使智能化家居系统应用越来越广泛，对于智能化家居系统的研究，也将在理论上推动智能化技术在家居领域的纵深，为智能家居产品的设计与开发提供一定的理论依据并实现。而且智能家居系统市场前景广阔，安全和智能对在未来生活中的是每一个家庭都有非常重要的意义，所以该系统的应用范围是相当广泛的。智能家居不仅有普通家居具有的传统的居住功能，为人偏提供舒适取安全、高品位的生活的环境，它还能将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。并且由于其典型性和可移植性，如果在智能家居中实现了，那么该技术可以移植到其他很多系统之中，比如说智能大楼，智能医疗系统，而只需做部分应用方面的修改，那将会带给整个社会带来许多的意外惊喜。
由于电源管理系统还算比较先进，所以主要在移动电话、pda和汽车上有着比较广泛的应用。虽然与之前相比智能家居系统及其相关产品已经有了很大的发展,市场上也开始有一些的智能家居产品,但是从单个使用方面来讲这些产品还不够成熟,从整体发展的情况下看来更是不容乐观,而且至今还没有统一的标准,也缺乏权威性的产品,这些都严重影响智能家居的迅速发展。
现在市面上也存在家庭电源控制系统，采用的是电源集中控制箱,它是一种用来为各种用电器分配电源的,集中在箱内并进行控制用电许可(通或断)的电气装置。其功能和外观类似于工厂企业配电室内的配电箱。电源集中控制箱由若干个基本模块组成。常用的模块有:配线模块、控制模块、继电器驱动模块、无触点驱动模块、电源模块等。但这种控制箱的缺点就是占地比较大而且不美观，控制起来也没有单片机方便；还有一种是基于物联网的控制系统，主要由下位机、上位机和客户端三大部分组成。下位机主要包括zigbee模块、数据处理模块、键盘模块以及各类传感器等，其实现对数据的采集与对远程控制的响应等；上位机主要是指 arm 服务器，其实现对各个节点数据的收集、处理以及控制，同时根据客户端的命令进行响应。同时为得到家庭内部电源设备的有效信息，需在相应地点安放传感器节点。这种方法虽然比较科学有效，但其成本高出单片机很多，不利于普通家庭的推广利用，所以也不在本次的考虑范围。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
（1）系统的工作原理
（2）系统的硬件设计
3. 研究的方法与步骤
系统中的硬件电路由主监控器和电源控制节点两部分组成。主监控器通过nRF24L01无线收发电路和各个节点通信，实现对节点的实时监控，同时主控制器还可通过GPRS电路实现手机远程监控电源控制节点的功能。形成一个以主监控器电路为中心，多个电源控制节点为分支节点的网络体系，并且每个节点都有自己独有的地址，主监控器根据这些地址发送命令给不同的节点。主控制器电路主要由微控制器（单片机）、电源管理模块、无线收发模块等功能电路组成。主监控器电路框图如下图所示；电源控制节点和主监控器通过nRF24L01无线收发电路通信，接受主控制器的监控，此外还可作为可编程的电源定时开关单独使用。电路主要由微控制器（单片机）、电源管理模块、存储器模块、继电器控制模块、无线收发模块等电路组成。
4. 参考文献
[1]佟巳刚.单片机c51应用编程与实践.北京:高等教育出版社,2017.
[2]马秀丽,周越,王红.单片机原理与应用系统设计,北京:清华大学出版社,2014.
[3]刘利军.单片机技术与节电装置设计.北京:中国电力出版社,2016.
5. 计划与进度安排
（1）2022-2-26～2022-3-16（3周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。（2）2022-3-19～2022-4-06（3周） 提出实现方案，熟悉单片机硬件资源及编程技巧。（3）2022-4-09～2022-4-27（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。（4）2022-4-30～2022-5-25（4周） 系统调试及改进，修正程序错误。（5）2022-5-28～2022-6-08（2周） 整理毕业设计文档，修改毕业设计论文。（6）2022-6-08～2022-6-15（1周） 提交毕业论文，准备答辩。
