【正文】 I 基于 89C51 單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 摘 要 本文通過對(duì)現(xiàn)有的家居智能控制系統(tǒng)功能以及實(shí)際情況分析，設(shè)計(jì)了一種安全、實(shí)用、方便的智能家居控制系統(tǒng)。本文首先闡述了智能家居控制系統(tǒng)的研究狀況和發(fā)展現(xiàn)狀，以及一般家居控制系統(tǒng)所要檢測(cè)的物理量。根據(jù)家居控制系統(tǒng)常用的檢測(cè)信號(hào)類型，選取了紅外信號(hào)、溫度信號(hào)、光線強(qiáng)度信號(hào)和密碼輸入等作為本設(shè)計(jì)的檢測(cè)依據(jù)。 本設(shè)計(jì)選取紅外信號(hào)、溫度信號(hào)和光線強(qiáng)度信號(hào)作為監(jiān)測(cè)信號(hào)。密碼驗(yàn)證是否通過作為整個(gè)電路是否工作的依據(jù)。當(dāng)密碼驗(yàn)證通過之后，整個(gè)系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)測(cè)紅外信號(hào)、溫度 信號(hào)和光線強(qiáng)度信號(hào)，紅外信號(hào)達(dá)到閾值則開始報(bào)警。溫度信號(hào)實(shí)時(shí)顯示。光線強(qiáng)度信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作。 關(guān)鍵字 ： 智能控制；光強(qiáng)度；紅外；溫度；步進(jìn)電機(jī) II Intelligent home control system (software) design Abstract Smart home control systems also emerged. This paper designs a practical and convenient smart home control system based on the existing smart home control system and the actual paper describes the intelligent home control system research and development, as well as detected physical signals of the home control system. This design chooses the infrared signal, the temperature signal, the light intensity signal and the password input signals as the detection signal types. The design selected infrared signal, the temperature signal and the light intensity signal as the monitoring signals. Password authentication is as the basis situation if the circuit works. When password authentication is passed, the entire system monitors the infrared signal, the temperature signal and the light intensity signal. The system alarms when the infrared signal reaches the threshold. Temperature signal realtime displays on the LCD1602. Light intensity signal controls the stepper motor movements. Keywords: intelligent control。 light intensity。 infrared technology。 temperature control。 stepper motor I III 目 錄 1 緒 論 ..................................................................... 1 課題背景及研究意義 .................................................. 1 智能家居控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 .......................................... 1 本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容 ................................................ 2 2 智能家居控制系統(tǒng)的總體介紹 ................................................ 3 整體系統(tǒng)的原理 ...................................................... 3 系統(tǒng)各個(gè)模塊介紹 .................................................... 3 系統(tǒng)中 ADC0832 的介紹 ........................................... 3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路介紹 ............................................... 4 矩陣鍵盤電路介紹 ............................................... 4 聲光報(bào)警電路介紹 ............................................... 5 3 智能家居控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ................................................ 6 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖 ...................................................... 6 軟件設(shè)計(jì)主程序 ...................................................... 6 軟件系統(tǒng)構(gòu)成 ........................................................ 7 顯示子程序 .......................................................... 8 溫度數(shù)據(jù)讀取程序 .................................................... 9 中斷程序 ........................................................... 10 光線檢測(cè)與步進(jìn)電機(jī)控制子程序 ....................................... 11 報(bào)警條件子程序 ..................................................... 12 4 智能家居控制系統(tǒng)軟件調(diào)試環(huán)境與分析結(jié)果 ................................... 13 開發(fā)環(huán)境簡介 ....................................................... 14 編程軟件介紹 .................................................. 14 程序的工程建立 ................................................ 14 程序的調(diào)試 ......................................................... 15 主程序的調(diào)試 .................................................. 15 調(diào)試結(jié)果展示 ....................................................... 16 5 結(jié)論及展望 ............................................................... 18 附錄一 程序清單 ............................................................ 19 附錄二 實(shí)物圖 .............................................................. 43 參考文獻(xiàn) ................................................................... 44 致 謝 ...................................................................... 45 1 1 緒 論 課題背景及研究意義 在信息化技術(shù)日益發(fā)展的 21 世紀(jì)的世紀(jì)，各種電子和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)是了人類文明的取得巨大進(jìn)步主要途徑。而智能化家居控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使得人們可以通過手機(jī)或者互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 在任何時(shí)候、 任何 地方 遠(yuǎn)程的對(duì)家中的 任何 電器（空調(diào)、 加熱 器、電飯煲、燈光、音響、 DVD 影碟機(jī) ）進(jìn)行控制；也可以在下班途中，讓熱水器提前燒好熱水、預(yù)先將家中的 空調(diào)機(jī) 打開、讓電飯煲煮好香噴噴的米飯 ? 而這一切都僅僅只需要輕輕的點(diǎn)幾下鼠標(biāo)鍵盤，或者打一個(gè)簡單的電話就能夠?qū)崿F(xiàn)。此外， 還有些 家庭 可以通過 智能家居系統(tǒng) 對(duì)家里的東西 具有遠(yuǎn)程監(jiān)聽、多途徑報(bào)警、數(shù)字留言等多種便捷功能 。現(xiàn)今追求 舒適、時(shí)尚和便捷的家居生活是社會(huì)進(jìn)步的 日趨表現(xiàn) ， 因?yàn)?系統(tǒng)可以能夠在不改變家中任何家電的情況下，遠(yuǎn)程的 控制家中的電器、燈光、電源及家里環(huán)境 ， 使人們可以方便的快捷的生活 。 現(xiàn)今我們常用的密碼鎖是一種 利用輸入密碼的正確與否判斷與他相聯(lián)系的機(jī)械開關(guān)的閉合的電子產(chǎn)品。由于他的嚴(yán)密性和可靠性，使 它的種類很多 。 有基于芯片的性價(jià) 比較高的產(chǎn)品，也有簡易方便的電子產(chǎn)品。通過密碼鎖的加入可以防止一些設(shè)備被非法開啟。提供安全性。 隨著社會(huì)信息化技術(shù)的不斷更新，紅外傳感技術(shù)也隨之前進(jìn)。目前已在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮它巨大的作用。 紅外不是可見光，具有良好的隱蔽性，白天和夜里都能用，而且抗干擾能力強(qiáng)， 我們利用紅外線的特性來制作功能性器件， 所以主要被用來制作防盜報(bào)警系統(tǒng)。 我們?yōu)榱朔乐股鐣?huì)上日益泛濫的偷盜現(xiàn)象，常將紅外技術(shù)運(yùn)用各大 商場(chǎng)、博物館及有關(guān)嚴(yán)密的場(chǎng)所。 而本設(shè)計(jì)綜合研究了現(xiàn)有的光電防盜報(bào)警裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，本身具有實(shí)用性強(qiáng)、安裝操作簡易，價(jià)格低廉，誤報(bào)率低等特點(diǎn)，并且在其原有基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)通過查找資料，采用紅外對(duì)沖管的無線發(fā)射與接收來控制是否進(jìn)入報(bào)警模式，通過紅外線判讀信號(hào)，通過電路傳輸給并由 89C52 單片機(jī)進(jìn)行處理，所以報(bào)警電路是否進(jìn)行觸發(fā)將由單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)模塊輸入的信號(hào)來決定。 現(xiàn)代家居生活是追求舒適、方便的自動(dòng)化的生活。而自動(dòng)窗簾可是我們的生活發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化，利用 全自動(dòng)窗簾的感應(yīng)基礎(chǔ)是根據(jù)日照光線和溫度來控制 的，設(shè)計(jì)時(shí)可以預(yù)先設(shè)定的光線強(qiáng)度和溫度，用來自動(dòng)開啟窗簾和關(guān)閉窗簾； 溫度是人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到的一個(gè)基礎(chǔ)變量，現(xiàn)今市場(chǎng)上能測(cè)量溫度值的傳感器有很多種，很多控制系統(tǒng)對(duì)溫度的測(cè)量也是的功能之一。而本設(shè)計(jì)中 運(yùn) 用的是經(jīng)典的溫度傳感器 DS18B20 來檢測(cè)溫度。 智能家居控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 我國的智能家居技術(shù)共歷經(jīng)了概念、研發(fā)、實(shí)驗(yàn)、推廣以及普及四個(gè)大階段，大概時(shí)間是從 2020 年的概念年到 2020 年普及年之間的 7年左右的時(shí)間。由于硬件和軟件間的協(xié) 2 調(diào)有很大的困難，所以我們中國在推行智能化家居的 難度更加之大。這些問題在國外往往需要更長的時(shí)間來完成。而自 2020 年開始的實(shí)驗(yàn)，一些國外的成熟的智能家居計(jì)算開始流向中國，這就給我的研發(fā)及實(shí)驗(yàn)帶來了非常之大的幫助，極大地縮短了時(shí)間，是我們?cè)谧汾s國外的步伐更加迅速。在隨后的兩年里，我國的智能家居技術(shù)與歐美國家相比差距并不大，只是國外的相關(guān)技術(shù)的種類非常多，這是我們國家所不能比的。 例如 :微軟公司開發(fā)的 “ 夢(mèng)幻之家 ”IBM 公司開發(fā)的 “ 家庭主任 ” 等均以完善而且成熟的技術(shù)強(qiáng)占了大部分家居市場(chǎng)。 自 2020 年奧運(yùn)會(huì)開始，我國的智能化家居技術(shù)已經(jīng)在整個(gè)家具市場(chǎng)上占有很大的比 重，而國外的智能化技術(shù)由于不適應(yīng)中國認(rèn)得生活方式所以占到的比例反而小了許多。 相比較而言，智能化家居更能體現(xiàn)出科技的力量在我們生活中的重要性。 很難再預(yù)測(cè)在 2020 年的時(shí)候，全球化的智能家居技術(shù)將達(dá)到怎樣的地步，但是可以清楚家居智能化正在走進(jìn)千家萬戶。 本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是基于 89C51 單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)，利用單片機(jī)獲取各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)并處理，從而執(zhí)行相應(yīng)的控制與有關(guān)功能。設(shè)計(jì)中采用模塊化設(shè)計(jì)原則，利用多種集成傳感器芯片，將硬件模塊和軟件系統(tǒng)相組合，初步設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易的智能控 制系統(tǒng)，并可以完成簡單的防盜報(bào)警、溫度顯示、自動(dòng)控制等功能。根據(jù)設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)中選用性能價(jià)格比較高的單片機(jī) STC89C52。溫度數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)中選用 DS18B20 這一典型的溫度傳感器。而對(duì)于距離的感應(yīng)，設(shè)計(jì)方案選用了紅外傳感器。本文 通過對(duì) 光線的檢測(cè)是 采用光敏電阻與模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC0832 相結(jié)合的方案 。之外還可以 對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。為了滿足密碼功能，用液晶屏 LCD1602 和矩