Разработка автоматизированной системы контроля и управления бытовой техникой на основе Linux и микроконтроллера AVR

Данная пояснительная записка содержит 113 страниц и включает 27 иллюстраций, 19 таблиц, 1 приложение, 5 использованных источников.
Ключевые слова: микроконтроллер, Linux, автоматизация, роутер, сеть.
Дипломный проект на тему «Разработка автоматизированной системы контроля и управления бытовой техникой на основе Linux и микроконтроллера AVR» посвящен созданию комплексу устройств и программного обеспечения, которые позволяют удалённо и централизованно производить управление бытовой техникой, а также вести контроль за помещением.
В рамках дипломного проекта было проведено:
• исследование и анализ предметной области;
• исследование и анализ электронных компонентов;
• исследование протоколов взаимодействия;
• разработка микропрограммы для микроконтроллера AVR;
• разработка серверного программного обеспечения для ОС «Linux»;
• разработка клиентского программного обеспечения;
• согласование различных элементов комплекса;
В проекте также содержится экономическое обоснование разработки и рекомендации по охране труда с учетом требований эргономики.

Аннотация 4
Введение 7
1. Аналитическая часть 8
1.1. Общая схема работы системы 8
1.2. Микроконтроллеры AVR 10
1.3. Компоненты основного модуля 17
1.3.1. Системная синхронизация и тактовые источники 17
1.3.2. Знакогенерирующий дисплей 29
1.3.3. ДУ приёмник 31
1.3.4. Датчики температуры 32
1.3.5. Конвертор уровней USART и RS-232 34
2. Практическая часть 36
2.1 Разработка программы для микроконтроллера 36
2.1.2. Работа с контроллером дисплея HD44780 36
2.1.3. Работа с USART контроллером 46
2.1.4. Работа с датчиками температуры 49
2.1.5. Работа с ДУ приёмником 59
2.1.6. Разработка протокола для обмена данными. 61
2.1.7. Функции основного блока 65
2.2. Разработка серверного и клиентского программного обеспечения 66
2.2.1. Разработка серверной части для ОС «Linux». 67
2.2.2. Модификация роутера для работы с комплексом. 67
2.2.3. Разработка клиентского ПО для Microsoft Windows 70
2.2.4. Пример использования сторонних приложений 73
3. Оценка экономической эффективности проекта 75
3.1. Определение затрат на разработку проекта 75
3.2. Определение затрат на производство 77
4. Безопасность жизнедеятельности 78
4.1. Санитарно-гигиенические требования при работе с ПЭВМ 78
4.2. Требования к оборудованию рабочих мест 85
Заключение 87
Список источников информации 88
Приложение А 89

Целью дипломной работы является разработка автоматизированной системы управления бытовой техникой, которая позволяет включать (выключать) электронные устройства – по телефону, по сети, по таймеру и т.д. В последнее время подобные системы становятся очень популярны в мире, обычно их называют «Smart House» или «умный дом». Реализуются они обычно простыми устройствами, которые заранее оптимизированы для определённого способа управления и не обладают возможностью доработки пользователем. В дипломной работе предлагается реализация концепции «умного дома» на основе микроконтроллеров AVR и операционной системы Linux. Данная реализация может быть доработана с учетом расширяющихся возможностей операционной системы Linux. Именно расширяемость программной части комплекса делает этот проект уникальным. Рядовые пользователи не знакомы с программированием микроконтроллеров, а установить простое программное обеспечение может почти каждый. Программисты-любители же легко смогут разработать свои скрипты для ОС «Linux».