智能家居答辩报告

智能家居专业：应用电子技术

学生：林尧轩、陈文滨、李培清指导老师：吴云轩答辩日期：2013年1月18日目录

1.选题背景

2.系统设计要求

3.智能家居总体设计思路

4.智能家居硬件设计

5.智能家居软件设计智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（UnitedTechno1ogiesBuildingSystem）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。

选题背景1）能采集室内亮度控制灯的亮暗，采集室内温度，液晶显示出来和红外线检测入侵，蜂蜜器报警。2）用Flash实现人机界面3）能通过网络实现远程控制

设计要求功能介绍

智能家居总体设计方案图4-11总体设计框图单片机STC89C51PC界面（FLASH）功率控制驱动红外传感RS-232下位机上位机温度采集光敏传感显示电路报警电路采用DS18B20温度传感器

智能家具总体设计方案温度采集模块光敏传感模块显示模块采用一个精密可调电阻一个光敏电阻串联还有LM358采用标准的16脚接口LCD1602串口通信模块采用RS-232-C接口和MAX232芯片功率控制模块采用MOC3061系列光电双向可控硅驱动器DS18B20的温度检测与数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。其温度测量范围为-55℃—+125℃，可编程为9位——12位A、D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16为数字量方式串行输出。DS18B20有三只引脚，VCC，DQ和VDD；内部结构框图如图4-2。DS18B20的电路连接图如图4-3所示。

智能家居硬件设计温度采集模块

图4-2内部结构框图DS18B20的电路连接图在这个模块用一个电阻与光敏电阻串联，先把信号传给比较器，再送入单片机内，完成信号传输。这里把光敏产生的信号送给比较器，主要是用它来整形，在比较器的反向输入端，用电阻分压，作为基准电压，使得经过比较器后的电压，只有两种状态，即高电平和低电平。这样单片机就可以有效的识别信号了，提高了准确性用一个精密可调电阻和一个光敏电阻串联，光敏电阻通过向光、遮光的电压与1/2Vcc经过比较器比较，再加个电压跟随器输出稳定电压。向光输出低电平，遮光输出高电平，使其输出信号输入单片机。其电路图如图4-7所示。光敏传感模块

智能家居硬件设计图4-7光敏传感模块电路图在本系统中中使用的是是字符型的的，它可以以显示两行行16字符符，采用+5V电源源电，外围围电路配置置简单。LCD1602的引引脚图如图图4-8所所示：LCD1602智能家居硬硬件设计显示模块电电路RS232是一种电电平规范,当单片机机与电脑串串行通讯时时,要用专专用芯片进进行电平转转换,一般般用MAX232,可以在TTL电平平和电脑的的电平之间间相互转换换。MAX232芯芯片是美信信公司专门门为电脑的的RS-232标准准串口设计计的接口电电路,使用用+5v单单电源供电电。智能家居硬硬件设计串口通信模模块串口通信模模块电路要用单片机机控制各种种各样的高高压、大电电流负载，，如电动机机、电磁铁铁、继电器器、灯泡等等，不能用用单片机的的I/O线线来直接驱驱动，而必必须通过各各种驱动电电路和开关关电路来驱驱动。MOC3061系系列列光光电电双双向向可可控控硅硅驱驱动动器器是是一一种种新新型型的的光光电电耦耦合合器器件件，，它它可可用用直直流流电电压压、、小小电电流流来来控控制制交交流流高高电电压压、、大大电电流流。。用用该该器器件件触触发发晶晶闸闸管管，，具具有有结结构构简简单单、、成成本本低低、、触触发发可可靠靠等等优优点点。。MOC3061系系列列有有MOC3062、、MOC3063。。它它们们的的差差别别只只是是触触发发电电流流不不同同，，MOC3061最最大大触触发发电电流流为为15mA，，MOC3062为为10mA，，MOC3061为为5mA。。它它们们可可以以用用来来驱驱动动工工作作电电压压为为220V的的交交流流双双向向可可控控硅硅。。R1为为限限流流电电阻阻，，其其计计算算公公式式为为：：R1=（（VCC-VF））/IFT式中中：：VF为为红红外外发发光光二二极极管管的的正正向向电电压压，，可可取取1.2————1.4V；；IFT为为红红外外发发光光二二极极管管触触发发电电流流。。R2是是双双向向可可控控硅硅的的门门极极电电阻阻，，当当可可控控硅硅灵灵敏敏度度较较高高时时，，门门极极阻阻抗抗也也很很高高，，并并上上R2可可提提高高抗抗干干扰扰能能力力。。R3是是触触发发功功率率双双向向可可控控硅硅的的限限流流电电阻阻，，其其值值由由交交流流电电网网电电压压峰峰值值及及触触发发器器输输出出端端允允许许重重复复冲冲击击电电流流峰峰值值决决定定，，可可按按式式R2=Vp/ITSM选选取取。。Vp为为交交流流电电路路中中的的峰峰值值电电压压，，ITSM为为峰峰值值重重复复浪浪涌涌电电流流（（一一般般可可取取1A））。。39欧欧姆姆电电阻阻和和0.01uF电电容容组组成成浪浪涌涌吸吸收收电电路路，，防防止止浪浪涌涌电电压压损损坏坏双双向向可可控控硅硅。。功率率控控制制模模块块驱动动电电路路智能能家家居居软软件件设设计计系统总流程图图初始化开始按键扫描调用温度子程序查询传感器状态调用发送子程序调用显示子程序液晶、串口、DS18B20光敏、红外温度、传感器状态图4-11智能家居软件件设计温度采集子程程序流程图智能家居软件件设计温度采集转换换过程DS18B20中的温度度传感器可完完成对温度的的测量，当温温度转换命令令发布后，转转换后的温度度以补码形式式存放在高速速暂存存储器器的第0和第第1个字节中中。如表2所所示。以12位转化为例例：用16位位符号扩展的的二进制补码码数形式提供供，其中S为为符号位（BIT15———BIT11）如果测测得的温度大大于0，这5位为0，只只要将测到的的数值乘于0.0625即可得到实实际温度；如如果温度小于于0，这5位位为1，测到到的数值需要要取反加1再再乘于0.0625才能能得到实际温温度。其温度度值格式表如如表4-2所所示。表4-2本次设计在组组员们以及老老师的指导下下，完成了毕毕业设计。此此设计实现了了利用单片机机C52为核核心，温度传传采集模块，，光敏传感模模块，串口通通信模块等作作为辅助电路路，使室内家家具可以采集集室内温度，，检测入侵和和控制家用电电器并能以pc机连接，，实现远程控控制。在这次毕业设设计中，我们们从中学到很很多，收获很很多。通过了了这个毕业设设计，使我们们对单片机更更加深一步了了解不少，体体会到单片机机的强大功能能。整个设计计从方案确定定、查阅资料料、电路原理理图的确定、、制作电路板板、程序设计计以及各个模模块调试等步步骤，每一个