基于单片机的智能家居控制系统毕业设计

以下档格全部为格式下载您可以任修改辑。摘要智能家居为家庭信息的实现方式已经成为社信息化发展重要组成部，物联网因巨大的应用景，将是智家居产业发过程中一个比较实的突破口对智能家居产业发展具重大意义。文基于容易实现方便操作，近使用的设理念，采用STC89C52单片机为制核心，控制终端，采用包括红遥控、按键Web面等在内多个控制源控制家用电。本文的二四章描述了个设计的软硬件部分的具体现，第五章根据设计好功能搭建了个具体的环实例。关词

物联网、能家居、单机、STC89C52多源控制

AbstractHomeasthemodeofFamilyInformationpartof.Thenetworkingoftheoftryingeasiestwaytodeliver.Theasthe.WhilewealsothetraredremotekeywebpageetctotheandtobuildaenvironmentKeyword:

NetworkingIntelligentHome、multi-sourcecontrol

目录摘要1Abstract2第1章背景1.1能家居的念41.2联网的出41.3能家居控系统功能5第2章总体设计2.1体介绍2.2统设计方62.3能设计：72.3.1多控制72.3.2室控制72.3.3灯控制72.3.4光控制72.3.5模控制8第章硬件设3.1小系统模3.2口模块93.3外接收模3.4感器模块3.5模块113.6盘模块3.7电器模块3.8模块

3.9口转以太模块第4章软件系统设计164.1STC89c52开发工具绍164.1.1uVision2新建目与编辑4.1.2uVision2编译调试运行4.1.3程烧写194.2片机总控流程图4.3盘与红外控键位功能214.4软件开发工简要介绍214.4.1Eclipse214.4.2224.5端网页界面计第5章环境实例搭建255.1例环境选5.2例环境布255.2.1所电器255.2.2布255.2.3控模式265.2.4远控制27第6章总结谢辞..29参考文献30附录：单机控制程序

第章背景1.1能家居的概念智能家居Home是以家为平台兼备建筑、动化，智能化于一的高效、舒、安全、便的家居环境家居智能化术起源于美国，具代表性的X-10技术，通过X-10信协议，网系统中的各个设备可实现资源共享。因其线简单、功灵活，扩展易而被人们广泛受和应用。今，技术产的销售已超两亿个，仅美国一个国，便有超过600个家庭使用。自动的智能家居再是一幢被动的筑，相反，了帮助主人量利用时间工具，使家更为舒适、安全高效和节能智能家居现代社会最门的话题之，它的目标通过网络等息通信技术段实现对家电器等的智控制，使其够按照人们设定工作运行，不论距离的近。智能化远程控制是能家居的两特点。目前，已有越来越多机构和个人始了对智能居的研究随着网络术的发展，别是无线网的发展，网化智能家居系统可提遥控、家电空调，热水等）控制、明控制、室外遥控、窗帘自控防盗报警、话远程控制可编程定时制及计算机制等多种功能和段，使生活加舒适、便和安全。1.2联网的出现物联网是计算机互联的基础上利用无线数据信等技术，构造一个盖世界上万万物的“InternetofThings。在个网络中，物品(品)能彼此进行“流，而需人的干。其实质是用射频自动识别(RFID)技，通过计算互联网实现品(商品)自动识别和息的互联共享。

物联网概的问世，打了之前的传思维。过去思路一直是物理基础设和IT基础设施分开一方面是机、公路、建物，另一方面是数据心，个人电、宽带等。在物联网时钢筋凝土、电缆将与芯片宽带整合为一的基础设，在此意义，基础设施像是一块新的地。故也有业人士认为物网与智能电均是智慧地的有机构成部分物联网把们的生活拟化了，万物了人的同类在这个物物联的世界中物品能彼此交流无需人的预。可以说这是一个智化的世界。能家居是物网最生活化应用之一：帘可以自动知光线而关闭;空更“听话”，天热它会温度调低，潮就会自动湿灯也知道节了，房间里人会自动灭。如此等等不一而足。联网的应用竟已很广泛，遍智能交通、境保护、公安全、平安居、智能消防、业监测、环监测等领域物联网繁的应用，造了一个庞大产业链，从联网、电脑手机、天线IT通讯领，到智能卡芯片、传感、红外线产等工业领域，再冰箱、电视等制造领域环环相扣，机巨大。美独立市场研究机预测，到年全球物物互联业务(即物联网业务与“人与人通”业(互联网业)之比将达到1专家预计，中国联网整体产在2015年将过一万亿元模，2050传感器在生活中无处不在。可以想见，物网发展到一阶段，中的电器以和外网连起来，通过传感传达电器的号。厂家在里就可以知你家中电器使用情况，也许我们之前就道家中电器故障。某一突然有维修上门告诉家中空有问题，我还惊异地不信。

1.3能家居控制系统功智能家庭制系统的主功能包括家设备自动控、家庭安全范二个方面其中家庭设自动监控包电器设备的中、遥控、距离异地通过电话或Internet)的监视控制及数据集。(1)家电器的监视控制，按照先所设定程的要求对热器、微波炉、像音响等家电器进行监和控制。(2)能表、燃表、水表、度表的数据集、计量和送根据小区物业管的要求所设数据采集程，通过传感对热能表、气表、水表、电表的用量进自动数据采、计量，并采集结果远传送给小区物业理系统。(3)空机的监视、节和控制，照预先所设的程序，根时间、温度、湿等参数对空机进行监视调节和控制(4)照设备的监视调节和控制照预先设定时间程序，别对各个房间明设备的开关进行控制并可自动调各个房间的度。(5)窗的控制，按预先设定的间程序，对帘的开启关进行控制。

第章总体计2.1整体介绍本次设计STC89C52片为控制心，温度湿度等传感为环境信息采集，以Web制为辅助，制作一个物网空调监控统。在原有的机械按键开关的础上，采用线遥控器与网远程控制来控制空调组（如风机加湿器，风等实现了远离，多角度空调机组进行时控制。此在本次设计，采用多种感器想结合智能根据各传感采集的数值行自动化控，如自动开风机，智能节冷冻水量，自调节风阀开等。并能够现故障诊断提供报警，据实时数据与历数据查询并Excel表输出。2.2统设计方案根据设计求统提供了括了核心控模块Web服务模块，数采集模块，电器模块，键模块，报模块，等等系统的整体框图图1所示。系统整体图12.3功能设计：2.3.1源制为了适应们高质量，捷的生活需，本系统采多源控制，按键控制Web网页远程控，系统自动制，这三种制相结合。中Web网远程控制，指在离开服器以后，通互联网登陆行在特定服务器上网站，然后查看，管理前空调的运，只需第几页上相应的按钮就可以轻松打开，关闭控制家中的调机组，已到远程

控制的功。系统自动制是指系统核心部分可根据外部传器所采集的环境息（如温度湿度等）与户设定的可使人可以较舒适的之作比较然后根据比结果对相应设备进行调控制，以保着个舒适的值，用户提供一良好的温湿环境。2.3.2

温控通过温度感器（如图）采当前的温度息，送到采模块中进行转换，MCGS组态软件进行分，通过与预值的对比，定冷水机组的水阀度，使室温持在一个恒的范围。同为了方便控，MCGS组态软件将采集到的度值发送到LCD1602液晶屏显示出来。2.3.3

图2温度感器湿控通过温度感器（如图3采集当前温度信息，到采集模块进

行转换，MCGS组态软件进行分，通过与预值的对比，定加湿器的水阀开使室内湿保持在一个定的范围同时为了便控制MCGS组态软件将采集到的度值发送到LCD1602液晶屏显示出来。2.3.4

图湿度传器风阀开度控制风阀究竟调节阀还是关阀，要看程需要，绝部分工程都用可调节的阀但是风阀风是很耗电多数应采用频调风比较能。本设计中有一台风机既有新风又回风的话，通过风阀调新-回风比例是可的。根据新风道中的温度，湿传感器以及风通道中的度湿度传感器实测的风温度及湿，以及回风度及湿度，节新风电动门和回风电动风的开度，使风和回风比控制在预定。在不同的象条件下，应选不同的新风风比例，以到节能的效，减少系统耗。2.3.5

模控模式控制就是将集中器集中在一控制，例如定温度，冷水还是热，这是如果手动去逐一关就显得比繁琐，如果夏季模式开，冷机组同冷冻设定为一种式，当有这需要时就启这种模

式，这样前繁琐的控就会变成一到位，并且种控制方式城区实现起来也为容易但其中的式不必太多以免使系的操作变复杂，在具体的计只需将常的几种情况（场景设为固定模式来控制可，在本次设中有手自动式，夏季模，冬季模式其中的手自是MCGS组态软件据预设与传器自动控制调机组。夏，冬季模式是根据不同的气环境设置室的温湿度，水机组是通冻水还是通水。

第3硬件设计3.1最小系统模块STC89C52芯片共40脚1~8脚是用IO口（p1.0~p1.79脚rst复位1011脚RXD串输入TXD串口输12~19脚:p3接口(12,13脚INT0断、INT1中断114,15:数脉冲T0T116,17:WR写控制读控制输端),18,19脚:振谐振器，接地线，21~28p2口高8位地址总29:片外选通端单片机对片rom作时29脚(psen)输出低平30:ALEPROG地址锁器31:EArom取指令控制器，源5V3.2串口模块串口采用MAX3232芯，MAX232芯片是美公司专门为脑的RS-232准串口设的单电源电转换芯片,用+单电供电。主要特点有：1符合所有的RS-232C技术标准2只需要单一电源电3片载电荷泵具升压、电极性反转能，能够产生10V10V电压V-4功耗低，典型电电流5mA5内部集成2个RS-232C动器6内部集成两个RS-232C收器3.3湿度传感器模块湿度采集用了th100hum湿度传感器，特点如下：（1）在与微理器连接时需要一条口即可实现微理器与

th100hum

的双向通。（）测湿范围，固有测湿辨率0.5%。（）支持多点网功能，多

th100hum

可以并联唯一的三线上，最多能并联8个，如果数量过，会使供电源电压过，从而造成信号传的不稳定，现多点测温（）工作电源:3~5VDC。（）在使用中需要任何外元件。（）测量结果9~12数字量方串行传送。3.4温度传感器模块温度采集用了DS18B20度传感器，特点如下：（1）在与微理器连接时需要一条口即可实现微理器与DS18B20的双通讯。（）测温范围℃～＋，有测温分率0.5。（）支持多点网功能，多DS18B20可以联在唯一的线上，最多只能联8个，如果数量多，会使供电源电压过，从而造成号传输的稳定，实现点测温。（）工作电源:3~5VDC。（）在使用中需要任何外元件。（）测量结果9~12数字量方串行传送。3.5LCD块显示模块用LCD1602，能够同时显16x02个字（162）在本次设中，第一行提示信息，二行为数据息其引脚功如下：第脚：VSS电源地。

第脚：VDD接5V电源正极第脚：V0为晶显示器对度调整端，正电源时对度最弱，接地电源时比度最高（比度过高时产生“鬼影使用时通过个10K的电位器整对比度第脚：RS为寄存器选择，电平1时选数据寄存器低电平0时选择指令存器。第脚：RW为读写信号线，电平(1)时行读操作，电平(0)时行写操作第脚：E(EN)端为能(enable)端。第～：D0为位双向数据。第～脚：脚或背灯电。脚背光正极16脚背光负极。3.6键盘模块键盘采用矩阵盘,键读取方法采扫描法，端使用P1口，其中P1.1~P1.3行线，列线，在对、列扫描之，先会扫描整个P1口当读到有键下才，会去体扫描行与。3.7继电器模块继电器作一种电子控器件，它具控制系统（称输入回路和被控制系统（称输出回路通常应用于动控制电路它实际上用较小的电去控制较大流的一自动开关故电路中起着动调节、安全保护转换电路等用。本次设中选用了4继电器来控个对应的电器

3.8AD模块因为STC89C52芯片没AD转换块，故而采PCF8591T芯片来实现与DA换功能的，它4路模拟输入，1路拟输出一个接口，3个给硬件地编程的脚。过I2C总线与处理通信，其价低廉，接口单，转换控容易等优点在单片机应系统中得到广泛的应用。其脚定义如下AIN0~AIN3：模拟输（转换AOUT：模输出（DA换。A0-A2：硬设备地址。GND：源负极地。VREF：参电压输入。EXT:振荡输入时，内外部的切换关。OSC:荡器输入出。SCL:BUS时钟输入SDA:I2C数据输输出。AGND:模拟,摸拟信和基准电源参考地。

3.9串口转以太网模块因为RS-232串口通信的距离只有15M远远不能足智能家居布线、组网求，考虑到本与技术问，本设计中用了一款RS232串口转以太网块，将单片中的数据通网络发送给页后台程序该模块具体的功如下：（）太网接口（）1.5KV电磁离；（）串口波特300~115200bps（）支持TCPIP协议括：IP、ICMP、IGMP、TCP、HTTPDHCP；（）工作方式Server,Client,虚拟串口socket控件；（）工作端口目标IP端口均可定；（）提供虚拟口管理软件（提供通用配函数库方便用户用开发应用序；（）可使用配工具XVCOM进行配置（可使用网浏览器进行置；（输入电压5V；（功耗低最工作电流：80mA（工作温度0～65；

图12串口转太网模块

第4章软系统设计4.1MCGS组态软介MCGS(MonitorControlGeneratedSystem，监视控制通用系统是北京昆仑态自动化软科技有限公研发的一套于Windows平台的，用快速构造和成上位机监系统的组态件系统，主完成现场数据的集与监测、端数据的处与控制，可行于MicrosoftWindows9598MeNT2000xp操作系统本次设计应MCGS6.2网络版，具有以下点：·良好的构：先进的CS客户端服器）结构·简单的作：客户端需要使用标的IE浏览器就可实现对服务器的浏和控制·良性价比：整网络系统只一套网络版件（包括通用版有功能），户端不需装MCGS任何软，即可完整个网络监控系·方便的用：MCGS网络服务器不要装其他任何助软件，客操作起来心应手·强大的能：网络提供的网络ActiveX控件可以方便的其他各种用程序中直调用·方便的级：入版、通版、网络版以无缝连接节省大量的开发调试时间·多种网形式MCGS络版支持局域广域网企业专线和Modem拨号等多连接方式，便的实现企的范围和距的扩充4.1.1窗口编辑（）击用菜单，择新建窗然后点击窗属性进行编。然后再双新建的主窗进行内容编，即编辑我本次所用的空调机组，将各置摆放好，装置将关联些窗口，我在下面将继编写，

这里只是写框架。（）新建新风湿度窗口，后点击窗口性进行编辑然后再双击建的新风湿度窗口进内容编辑，成上面步骤，其中的内按钮关联到新风据历史曲线新风数据实曲线，新风据存盘数据

（）同理回风湿度，送风湿度，防冻关温度也按例的新风温湿度设。编辑压差据窗口，同设置过滤器风机故障显，当压差不常时过滤器风机故障显。

（）编写换热窗口，点击MCGS用户单，选择新窗口然后点窗口属性行编辑。然再双击新建主窗口进行容编辑。这设置冬季和夏季种模式，在动块可见性编辑。并且置水阀开度这里进行程序设，根据回风度与设定温的对比以调水阀的开度（）编写加湿窗口，点击MCGS用户单，选择新窗口然后点窗口属性行编辑。然再双击新建主窗口进行容编辑。设水阀开度，这里行程序设计根据回风湿与设定湿度对比以调节阀的开度。

（）编写初始数窗口，点MCGS用户菜单，择新建窗口后点击窗口属进行编辑。后再双击新的主窗口进内容编辑。置冬季夏季两种式，和房间定温湿度，及风机启停再进行程序编辑。

（）编写报警息显示和数显示窗口，击MCGS用菜单，选择新建窗口后点击窗口性进行编辑然后再双击建的主窗口行内容编辑。设冬季夏季两模式，和房设定温湿度以及风机启，再进行程序的辑。

4.1.2MCGS动出略（）空调机组动顺序控制新风风阀，风风阀开启送风机→冷热水调阀开启→加阀开启。空调机组机顺序控制关加湿器→冷热水阀→风机停机→风风阀，回风阀。（）输，本次设计设置为每5分钟将前数据输出EXCEL。这个我在循环策中添加。并且设置EXCEL表格格式。

（）设计菜单，并将主窗中的按钮动关联到相关窗口。

4.1.3备变连（）设备驱动序安装步骤a.击工作台中“设备窗口选项卡，进“设备窗口。b.击右侧“设组态”图标双击“设备口”图标，出设备窗口c.击“工具箱图标，弹出设备工具箱窗口。d.击“设备管”按钮，弹“设备管理窗口。e.左侧“可选备”列表中双击“板卡，弹出卡列表。f击“研祥板。g.击“PCL-818L。；为5时对应位为12m用同样的方对液位做工转换。注意程最大值应为9。g.同样的方法“数据处理页设置通道1、2、（液位2、温温度）将工程量大值改为9、100、，其余不变，即可在客户端浏览网络版工程。

第5章环实例搭建在实现了统各个模块功能后需要的，也是最重要的就是际运用，只在实际运用达到预期效才能说明这一个成功的计，因此这一章会阐述，如将这套系统建在一个真环境中。5.1实例环境选择本次系统建选择了一普通型的两一厅住宅，图26示。其中要用智能控制的方有两间卧一间客厅一个过（3号、一间卫生、一道门。5.2例环境布置5.2.1所电在本实例所要控制的器有如图5.1示号是主卧2号是客卧、3号是过道灯4号是生间灯、5号客厅窗帘号是接线板、7号空调、8号门禁。5.2.2布因为系统有设计有线块，所以所连接都要用导线，因此实际应用中本套系统适于那些事先排好且不需经常移动更的电器设备，其中为了便控制继电器模会被独立出作为一个个制终端。这样也缩了电器电源的布线长度增加了系统安全系数（图27所示控制核与服务器的接用串口因此控制心会和服务主机放在一起。另外传感与红外接收将会被独立来。红外接头会与遥控套安装。

5.2.3控制模式在控制模上除了以往见的自动与动模式，在境实例的设中还参考了机中的情景式，情景模功能是为了便用户控制根据日常大多数的生活习惯在实例系统的设置了一情景模式，中包括有离开、由、控制、眠、会客、开、起夜模、自定义。图28所示。情景模式手动模式与动模式是同级的，只有情景模式下它一些的模如起夜模式会客模式才启用，在情模式中，离模式是在用户离后除了门禁开着其他所的电器包括线板都是关状态，起夜模式指当夜间需使用卫生间候，触发该式，卧室、廊到卫生间的灯会被打开。客模式是当人回家或有拜访的时候将先关门禁打开廊、客厅灯睡眠模式下会关闭掉家其它电器，应的卧室灯的亮将会逐渐变。全开模式为了方便检所控电器是都能正常工作。动模式是指用户需要特开关某种电时，先要切到手模式，再通键盘、遥控开光某些电。自动模式，客厅的灯窗帘、空调会根温度与光敏感器采集到信息被单片所控制。当如有特殊需要可变动情景模中的电器以其状态。5.2.4远控因为系