基于安卓的灯光和冰箱智能控制系统

基于安卓的灯光与冰箱智能控制系统摘要：从计算机到互联网的变革，再从互联网到移动通信的变革后，世界信息产业革命使人们对生活的安全、舒适、便捷等方面的要求也逐渐提升。为了方便老人及行动不便的人，特别设计了基于安卓的灯光与冰箱智能控制系统，可以不用走到电器的开关前就可已控制家里的电器，例如，对电灯和冰箱的控制。该系统是针对智能家居系统中智能灯光与智能冰箱控制的需求，设计了一个基于 STC89C52 单片机的智能灯光与冰箱的控制系统。该智能灯光与冰箱的控制系统主要完成远程控制灯光的亮灭、对灯光进行亮度调节以及远程控制冰箱的温度，为了更好的观测数据又增加了显示功能，将手机上设置好的数据通过蓝牙串口助手与蓝牙模块进行数据传输，将蓝牙模块接收到的数据显示在LCD1602 显示屏上。该灯光与冰箱的智能控制系统采用干电池供电，运用一部安卓系统的手机通过蓝牙串口助手软件与 HC-06 蓝牙模块通信控制 LED 灯以及冰箱并在 LCD1602 液晶上显示，进而实现灯管与冰箱控制的智能化。该系统将智能灯光与冰箱温度控制相结合，在方便操作的同时，实现了能源的节约，而且也与人们理想中智能家居的灯光和冰箱控制完美契合。关键词：安卓；智能控制；蓝牙；传感器； IThe Lights and Refrigerators Intelligent ControlSystem Based On AndroidAbstract: From computer to the Internet, and then from the Internet to the mobile communication after the change, the worlds information industry revolution made peoples life safety, comfortable, convenient requirements also gradually improve. In order to facilitate the elderly and the disabled people, specially designed the lights and refrigerators intelligent control system based on android, dont have to go to the front of the electrical switch，which can control the electric. Such as, control the lights and refrigerators.This system aims at the intelligent lighting, refrigerator control in the intelligent home system, which designs a control system of intelligent light and refrigerator based on STC89C52 single chip microcomputer. The lighting and refrigerator intelligent control system mainly complete with remote control the switch of the light, which adjust the brightness of the light and remote control the temperature of the refrigerator, in order to better observation data and increased the display function, the mobile phone set data via Bluetooth serial assistant and Bluetooth module for data transmission, the Bluetooth module receives the data and then displayed on the LCD1602 screen. The lights and refrigerators intelligent control system use battery powered, using a Android mobile phone system via Bluetooth serial port assistant software and Bluetooth module HC-06 communication control LED lamp, refrigerator and displayed on the LCD1602 screen, and then realize the lamp and refrigerator intelligent control. The system combines intelligent lighting and refrigerator temperature control, which saves energy while operating conveniently. It also fits with the lighting and refrigerator well in control the ideal intelligent.Keywords: Android; Intelligent Control; Bluetooth; Sensor;目 录一、论文（设计）正文 .11 绪论 .11.1 课题背景及研究意义 .11.2 课题的设计目的 .21.3 课题的主要工作 .22 需求分析 .42.1 可行性分析 .42.2 功能需求 .42.3 可靠性和可用性需求 .53 总体分析 .63.1 系统设计原理 .63.2 方案选择 .63.2.1 系统设计方案 .63.2.2 电源模块设计方案 .83.2.3 显示模块设计方案 .83.2.4 通信模块设计方案 .93.3 系统组成 .94 系统硬件设计 .104.1 控制电路模块 .104.1.1 STC89C52 单片机结构和原理 .104.1.2 时钟电路 .114.1.3 复位电路 .124.2 HC-06 蓝牙模块 .124.2.1 HC-06 蓝牙模块工作原理 .124.2.2 HC-06 蓝牙模块工作参数 .134.2.3 HC-06 蓝牙模块连接方式 .144.3 LCD1602 液晶显示模块 .144.3.1 LCD1602 液晶管脚 .144.3.2 LCD1602 液晶工作原理 .154.4 电源模块 .164.5 灯光控制模块 .174.6 冰箱温度控制模块 .175 系统软件设计 .185.1 系统功能结构 .185.2 主程序设计 .185.3 LED 灯光控制函数 .255.4 冰箱温度控制函数 .275.5 LCD1602 显示屏的显示函数 .306 系统安装与测试 .336.1 系统硬件测试 .336.2 系统软件测试 .337 总结 .37参考文献 .38谢 辞 .39二、附录 .40宝鸡文理学院本科毕业设计开题报告 .40宝鸡文理学院本科毕业设计结题报告 .41宝鸡文理学院本科毕业设计答辩过程记录 .43宝鸡文理学院本科毕业设计答辩评分表 .4201 绪论从计算机到互联网的变革，再从互联网到移动通信的变革后，世界信息产业革命使人们对生活的安全、舒适、便捷等方面的要求也逐渐提升。比如你早上起床时，窗帘会按设定的时间自动打开 1，房间里会响起你喜欢的优美音乐等；当你洗脸时，你的智能设备（如手机）会告诉你牙膏、洗面奶的用量，并提醒你更换牙刷的日期；当你做饭时，可以提醒你冰箱里剩余的食物量和快过期的食物等；当你出门时，智能设备会根据天气给你搭配衣服和鞋子，也会根据交通情况为你制定出行路线等,当你。由于人们对家庭住宅观念发生了变化，“物联网”这一新兴产业被认为是下一个亿万级产业，而智能家居灯光及冰箱控制作为其研究的一部分。随着电子技术的发展,声控及光控灯已广泛应用到我们的日常生活中。但是这些照明系统不仅操作起来比较复杂,而且功耗高。对于冰箱的控制，人们的需求就比较简单了，就是控制温度，以前对冰箱温度的控制是人们必须走到冰箱前通过扭动冰箱内温度控制的旋钮，才能设置冰箱的温度。之前有过这样的幻想，不用走到电器的开关前就可以控制家里的电器，用遥控器控制家里的电器，这个已经实现了。现在我们又有了另一个愿望，当我们很晚回家时能够提前将家里的灯打开来消除自己的恐惧感，会想灯可以根据外界条件来调节亮度以及定时，也会想可以随时调节家里冰箱的温度。传统的照明控制和冰箱的控制已经不能满足人们的需求。如今 Android、计算机技术、通信技术和微电子技术等高新科技正高速发展,对于利用手机结合无线通信技术来控制家里的部分设备的需求呈不断增长中。基于此提出一种以安卓手机为平台,蓝牙无线技术为通信方式的灯光与冰箱的智能控制系统设计方案。1.1 课题背景及研究意义在过去的几千年，人们一直使用着简单的照明方式，直至爱迪生发明灯泡，才进入了电灯照明时代，这是历史上一大突破，然而人类并不满足于此。随着智能家居的发展，人们的家庭生活有了很大的变化，过去的电灯只能发出固定的亮度，如果想要关灯，还必须走到开关处手动关掉，有的开关是安装在墙上，有的是用绳子拴着，这种开关模式对于老人很不方便。设计该系统，给行动不便的人带来了便利。1基于安卓的灯光与冰箱的智能控制系统，可以实现对灯光亮度的不同要求，并且可以设置定时功能 2，也可以实现对冰箱温度的控制，无论在家里的哪个地方都可以轻松控制电灯、冰箱，适用度很高。鉴于目前通信技术的发展，实现智能化的家居环境已经不是一件困难的事情，但是在实现过程中，依然存在着不足之处，理论与实践不能完美结合，不同的人群对智能化的需求也不同，比如在过去的产品中较多采用的是成本较高的 GSM 技术，但在当下社会很难普及，对于人们来说有点浪费资源，因此，有必要在这基础上进一步改善，完善灯光与冰箱智能控制系统的设计与实现。于是，该系统将从理论方面进一步加深，使用目前比较先进的技术，用现在应用广泛的手机安卓系统来操作。1.2 课题的设计目的基于安卓的灯光与冰箱智能控制系统，该系统的主要目的是为了行动不便和身体有缺陷的人，这些人不能很灵活的通过家里设备的开关来控制某些电器，如电灯和冰箱，灯的用处是最多的，对特殊人群造成了很大的困扰，所以有必要设计此系统，为人们带来便利，基于安卓的灯光与冰箱的智能控制系统，主要是结合不同平台的电器经由继电器来做开关切换，以达到方便性且功能化的设计。而 Android 为目前用户最常使用的随身装置平台，因此选择使用 Android 做为开发基底，通过与 APP应用程序的整合，用手机控制家里部分设备，进而代替以前用的遥控器，更加方便智能的控制家里设备。设计该系统不仅为了方便人们，也是对自己所学内容的提高：1.增强单片机方面知识，提高综合及实际运用所学知识解决问题的能力。2.培养查阅有关手册、图表及文献资料的能力，提高编程及动手能力。3.熟悉有关单片机的开发，学习软硬件相结合的设计方法。1.3 课题的主要工作该系统采用 STC89C52 单片机为主控芯片，结合 HC-06 蓝牙模块，通过软件编程结合硬件来完成电灯与冰箱的智能控制系统的设计与实现。此系统是通过蓝牙控制家里部分设备，主要包括：单片机最小系统、HC-06 蓝牙模块、液晶 LCD1602 显示屏、电源系统电路、继电器开关电路。系统所使用的主要元器件包括：STC89C52 单片机、HC-06 蓝牙模块、LCD1602 液晶显示屏。该系统是基于安卓的智能灯光与冰箱的控制系统，利用下载在安卓手机蓝2牙串口助手 APP 实现与 HC-06 蓝牙模块通信是本次设计的核心难点；此设计的重点是控制 HC-06 蓝牙模块与单片机互通信息、LED 灯的正常显示及冰箱温度的控制。课题要求如下：a.通过手机蓝牙串口助手软件实现对三个 LED 灯的开关进行控制。b.通过手机蓝牙串口助手软件实现对三个 LED 灯的亮度进行调节。c.通过手机蓝牙串口助手软件实现对三个 LED 灯进行定时设置。d.通过手机蓝牙串口助手软件设置冰箱的温度。e.在 LCD1602 液晶显示屏上显示此时 LED 灯的光强、设定灯灭的时间和此时冰箱的温度。32 需求分析2.1 可行性分析目前已经有很多地方都使用了智能家居，使用安卓设备(手机)智能化的控制电灯和冰箱，不仅方便而且很节约时间，可以更好的为老人和身体有缺陷的人服务。在现代高速发展的社会中，人们更看中智能化，认为这样不仅可以紧跟时代的步伐，还可以节省人力，最重要的是可以更加便捷的控制家里的某些设备。基于安卓的电灯与冰箱智能控制系统，采用的是 STC89C52 单片机，HC-06 蓝牙模块，LCD1602 液晶显示屏，干电池供电，有了这些硬件支持就可以远程控制家里的某些设备，改善了以前必须要走到开关前才能控制家里设备的这种模式，实用性很高，所以本次设计的基于安卓的电灯与冰箱的智能控制系统具有可行性与实际价值的。该系统的可行性可以从以下几个方面进行分析：a.技术可行性：目前蓝牙技术发展比较成功，已经应用于很多产业。物联网产业已经逐步代替传统产业的工作方式。b.经济可行性：目前很多电灯与冰箱的控制都采用了物联网技术，使用计算机智能化的管理家里的设备，节省了大量的人力、物力，有很好的经济效益。c.操作可行性：该系统只需要手机就可以控制家里设备，通过手机蓝牙串口助手上的按钮就可以操作，操作简单、易学，便于普及，适应各类人群使用。2.2 功能需求根据系统功能需要分析软件需要，基于安卓的电灯与冰箱智能控制系统，可以分为如下几个模块：蓝牙模块，电灯控制模块，冰箱温度控制模块，显示模块，电源模块。蓝牙模块：蓝牙模块作为整个系统的通信模块，蓝牙串口助手必须成功连接蓝牙，与设备的蓝牙模块成功配对后，才能与设备之间进行数据传输，该蓝牙模块可以进行通信的范围为 10 米，在 10 米范围内都可以进行数据的传输。电灯控制模块：电灯控制模块主要是对电灯进行远程操作，通过手机 APP就可以控制家里的电灯设备，对电灯的具体操作有：控制电灯的开关、控制电4灯的亮度、设置电灯照明的时长等。该系统改变了以前电灯的开关模式，如开关镶嵌在墙上、用绳子控制电灯的亮灭，这种已经很古老了，随着社会的不断发展，慢慢又出现了声控电灯以及感应电灯，但是这种只能控制电灯的开关，该系统使对电灯的操作更加方便、而且更加智能，可以通过手机 APP 控制电灯的开关，不用走到开关前就可以控制电灯，还可以根据自己的需要设置电灯的亮度以及定时，还可以控制家里其他地方的电灯设备。冰箱温度控制模块：冰箱控制模块主要是对冰箱进行温度控制，在普通冰箱中，分为两部分，冷藏和冷冻，要想食用冷冻室里的食物，必须先拿出来解冻，解冻会消耗很多时间，用手机控制冰箱就可以很方便的控制冰箱里食物的食用状态。如可以控制鲜肉的温度，为了保证肉的鲜味可以将买回来的肉进行冷冻，在食用的前一个小时将冰箱的温度适当调高一点，进行解冻，这样既可以食用到新鲜的肉，也可以节约人们的时间。显示模块：显示模块是把蓝牙串口助手上设置的电灯的开关状态、电灯的亮度、为电灯设置的照明时长、冰箱的开关状态、冰箱的当前温度等信息显示在设备上，便于人们更直观的观测数据。电源模块：该模块是对整个系统进行供电，采用的是干电池供电，便于携带，相对来说比较方便。2.3 可靠性和可用性需求 可靠性：基于安卓的电灯与冰箱智能控制系统的硬件经过严谨的测试、比较筛选和制作，质量和性能较好；该系统能实现对电灯的开关、亮度以及定时操作，对冰箱进行温度控制操作，该系统运用的是蓝牙控制技术，运用该技术后能成功运行。正确性：对于使用该系统的用户，蓝牙串口助手能敏捷的控制电灯与冰箱，在操作中不会出现操作延迟这种现象。易使用性：该系统操作简单，只需要在一部安卓系统的手机上安装手机蓝牙串口助手，通过蓝牙串口助手上的相关按钮，就可以对电灯和冰箱进行控制。可用性：该系统能为用户提供可靠的服务，使人们在需要时