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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,LOGO,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(United Techno1ogies Building System)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STC89C51,PC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,在本系统中使用的是字符型的,它可以显示两行16字符,采用+5V电源电,外围电路配置简单。LCD1602的引脚图如图4-8所示:,LCD1602,智能家居硬件设计,显示模块电路,RS232是一种电平规范,当单片机与电脑串行通讯时,要用专用芯片进行电平转换,一般用MAX232,可以在TTL电平和电脑的电平之间相互转换。MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。,智能家居硬件设计,串口通信模块,串口通信模块电路,要用单片机控制各种各样的高压、大电流负载,如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等,不能用单片机的I/O线来直接驱动,而必须通过各种驱动电路和开关电路来驱动,。,MOC3061系列光电双向可控硅驱动器是一种新型的光电耦合器件,它可用直流电压、小电流来控制交流高电压、大电流。用该器件触发晶闸管,具有结构简单、成本低、触发可靠等优点。MOC3061系列有MOC3062、MOC3063。它们的差别只是触发电流不同,MOC3061最大触发电流为15mA,MOC3062为10mA,MOC3061为5mA。它们可以用来驱动工作电压为220V的交流双向可控硅。,R1为限流电阻,其计算公式为:R1=(VCC-VF)/IFT,式中:VF为红外发光二极管的正向电压,可取1.21.4V;IFT为红外发光二极管触发电流。,R2是双向可控硅的门极电阻,当可控硅灵敏度较高时,门极阻抗也很高,并上R2可提高抗干扰能力。R3是触发功率双向可控硅的限流电阻,其值由交流电网电压峰值及触发器输出端允许重复 冲击电流峰值决定,可按式R2=Vp/ITSM选取。Vp为交流电路中的峰值电压,ITSM为峰值重复浪涌电流(一般可取1A)。39欧姆电阻和0.01uF电容组成浪涌吸收电路,防止浪涌电压损坏双向可控硅。,功率控制模块,驱动电路,智能家居软件设计,系统总流程图,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,智能家居软件设计,温度采集子程序流程图,智能家居软件设计,温度采集转换过程,DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,当温度转换命令发布后,转换后的温度以补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节中。如表2所示。以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码数形式提供,其中S为符号位(BIT15BIT11)如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘于0.0625才能得到实际温度。其温度值格式表如表4-2所示。,表,4-2,本次设计在组员们以及老师的指导下,完成了毕业设计。此设计实现了利用单片机C52为核心,温度传采集模块,光敏传感模块,串口通信模块等作为辅助电路,使室内家具可以采集室内温度,检测入侵和控制家用电器并能以pc机连接,实现远程控制。,在这次毕业设计中,我们从中学到很多,收获很多。通过了这个毕业设计,使我们对单片机更加深一步了解不少,体会到单片机的强大功能。整个设计从方案确定、查阅资料、电路原理图的确定、制作电路板、程序设计以及各个模块调试等步骤,每一个过程都让我们学了挺多,让我们体会到完成每一项步骤都是需要队友们认真全力的投入其中,这样才能有质量的完成任务,才能免得自己功亏一篑。,虽然此次的设计已经完成了所有要求,但是由于自己的知识有限,此次设计中也存在着一些问题。,结论,结论,温度,灯控制,结论,结论,谢谢,观赏,由,Nordri,(,)设计提供,
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