【正文】 存檔編號 贛南師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文基于單片機(jī)的模擬智能家居系統(tǒng)教學(xué)學(xué)院:物理與電子信息學(xué)院屆 別 2010屆 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué) 號 060802044 姓 名 李自建 指導(dǎo)老師 李秋生 完成日期 20105 34 / 37目 錄內(nèi)容摘要 2關(guān)鍵詞 2Abstract 2Key words 21引言 12 系統(tǒng)的總體方案 3 3 63 硬件設(shè)計 16 16 17 184 軟件設(shè)計 21 軟件說明 21 軟件流程圖 225 系統(tǒng)調(diào)試 25 硬件調(diào)試 25 軟件調(diào)試 27 軟硬件聯(lián)調(diào) 29結(jié)束語 30附錄一 31參考文獻(xiàn): 57致謝 59內(nèi)容摘要：設(shè)計了一個模擬智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STC單片機(jī)作為控制核心，利用雙音多頻信號作為遠(yuǎn)距離的通信信號，利用串口進(jìn)行模塊內(nèi)部的通信。文章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的組成、工作原理及其軟硬件設(shè)計。關(guān)鍵詞: 智能家居；DTMF；STC89C52RC；模擬電話Abstract: The paper designs a system which simulates the intelligent home system. The system takes STC MCU as the control core, uses the DTMF signals as the longdistance munication signals, and serial munication as the munication method between the internal modules. This paper introduces the position, working principle and the design of hardware and software.Key words: Intelligent home system, DTMF, STC89C52RC, Analogue telephone1引言隨著人們生活水平的提高，智能控制系統(tǒng)不僅在工業(yè)控制等方面發(fā)揮著它的優(yōu)越性，在我們的日常生活中也漸漸的凸顯它的重要性?，F(xiàn)在城市交通智能控制和調(diào)度系統(tǒng)，城市110報警以及與之相結(jié)合的GIS系統(tǒng)等智能控制系統(tǒng)已經(jīng)在我們的生活中應(yīng)用越來越廣泛。為我們生活水平的提高發(fā)揮了重要的作用。隨著大規(guī)模集成電路及計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術(shù)方面的廣泛運(yùn)用，智能設(shè)備有了很大的發(fā)展，是現(xiàn)代科技發(fā)展的主流方向。隨著節(jié)能環(huán)保等漸漸成為主流，智能控制系統(tǒng)也開始朝著低能耗，低污染，高可靠性等方向發(fā)展。在控制系統(tǒng)中通信的方式一般分為兩種，即有線通信和無線通信。顯然無線通信在系統(tǒng)應(yīng)用的過程中不僅可以減小布線部分的支出，而且控制也更加的靈活，但是對于長距離的通信來說，無線通信意味著投入到通信信道建設(shè)中的費(fèi)用將會增加。而利用現(xiàn)有通信線路進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的方案也越來越受到人們的重視?，F(xiàn)在隨著時分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，一線多用越來越受到重視。而基于固定電話網(wǎng)絡(luò)而發(fā)展起來的通信應(yīng)用也越來越廣泛。而本設(shè)計的模擬智能家居系統(tǒng)即是通過固定電話線路進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的。本設(shè)計以固定電話網(wǎng)絡(luò)為依托，一個級交換網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過模擬兩部功能具有一定不同的固定電話機(jī)，使用與固定電話交換網(wǎng)絡(luò)相同的DTMF信令，利用電話網(wǎng)絡(luò)的雙絞線作為通信線路，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。該模擬智能家居系統(tǒng)可以實現(xiàn)溫度智能檢測、時鐘功能、鬧鐘設(shè)置、溫度報警、智能顯示、鍵盤撥號、遠(yuǎn)程控制等功能。并且還具有可靠性高，通信距離不受限制，不需要額外布線，不占用無線頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯(lián)網(wǎng)，可以充分利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，因此遙控距離可跨越省市，甚至跨越國家。本模擬系統(tǒng)適用于家庭、企事業(yè)單位、工業(yè)現(xiàn)場、商店等場所，用手機(jī)或固定電話，實現(xiàn)對電器設(shè)備的控制和運(yùn)行狀態(tài)查詢。而且本系統(tǒng)的設(shè)計思路和設(shè)計理念也是現(xiàn)在很多遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)例如：城市應(yīng)急安全指揮系統(tǒng)，110報警指揮系統(tǒng)，智能調(diào)度系統(tǒng)等設(shè)計的底層通信的基礎(chǔ)。2 系統(tǒng)的總體方案系統(tǒng)可以智能地顯示當(dāng)前時間和家中的實時溫度情況，并且具有時間調(diào)整和鬧鐘設(shè)置等功能，還能夠時刻監(jiān)視家中溫度情況，如果溫度異常會啟動報警單元并通過串口將報警信息傳送給模擬分機(jī)，模擬分機(jī)接收到報警信號以后，進(jìn)入撥號程序，并且通過液晶顯示器顯示家中情況。模擬主機(jī)接聽后模擬分機(jī)啟動語音系統(tǒng)，通知主機(jī)家中情況，請求馬上處理。若主人不在家中，可以利用模擬遠(yuǎn)端部分通過鍵盤輸入家中的電話號碼，號碼通過數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化成DTMF信號，模擬分機(jī)接收到該DTMF信號后開始振鈴，并進(jìn)行振鈴計數(shù)，若在一定時間內(nèi)沒有人接聽電話則自動摘機(jī)，并啟動語音模塊，進(jìn)行語音提示，用戶只需根據(jù)語音提示部分進(jìn)行操作控制相應(yīng)的電器即可。系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)：模擬遠(yuǎn)端模塊（模擬主機(jī)）、本地模擬分機(jī)、智能顯示模塊。 模擬遠(yuǎn)端模塊框圖模擬遠(yuǎn)端控制模塊是由六部分組成：雙音多頻模塊、振鈴模塊、控制模塊、鍵盤模塊、外部接口模塊、按鍵音單元。雙音多頻部分主要作用是接收本地控制單元發(fā)送過來的雙音多頻信號，并將雙音多頻信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化完成之后，產(chǎn)生中斷信號，單片機(jī)STC89C52RC外部中斷1（INT1）接收到中斷信號后，開始從雙音多頻信號收發(fā)單元中讀取剛剛轉(zhuǎn)化好的雙音多頻信號。系統(tǒng)接收到鍵盤數(shù)據(jù)后，在控制時通過雙音多頻芯片轉(zhuǎn)換成雙音多頻信號后進(jìn)行傳輸。當(dāng)收到振鈴后，振鈴部分開始發(fā)送振鈴音。按鍵盤的時候有鍵盤音。其模塊圖如圖21所示。圖21 模擬遠(yuǎn)端模塊框圖 本地模擬分機(jī)框圖該部分有七個部分組成：雙音多頻模塊、振鈴模塊、控制?？?、受控單元、外圍借口、語音單元、顯示單元組成。該部分主控單元通過雙音多頻信號接收單元接受到本地模擬終端發(fā)送過來的雙音多頻信號，然后主控單元將接受到的雙音多頻信號以串口通信的方式發(fā)送給顯示單元進(jìn)行顯示，并且智能顯示單元能夠根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前所出的狀態(tài)進(jìn)行不同的顯示。受控單元主要是模擬受遠(yuǎn)程控制的家用電器。語音電路主要功能是提示用戶在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的時候的操作方法。振鈴單元在接受到振鈴信號之后振鈴單元開始進(jìn)行振鈴，即通過蜂鳴器播放預(yù)先設(shè)置好的音樂，進(jìn)行提醒。當(dāng)按下接聽鍵后振鈴自然停止。其電路框圖如圖圖22所示。 智能顯示和溫度控制單元框圖智能顯示部分主要有六部分組成：顯示單元、按鍵調(diào)整單元、時鐘單元、溫度單元、報警單元、外圍接口單路組成。顯示單元主要是利用點陣液晶點陣顯示單元FG12864E進(jìn)行顯示，控制單元將要顯示的數(shù)據(jù)通過并口寫入到液晶FG12864E中，F(xiàn)G12864E會根據(jù)主控單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的顯示。按鍵調(diào)整單元通過四個按鍵進(jìn)行時間的調(diào)整，鬧鐘的設(shè)置等功能，按鍵部分功能通過掃描實現(xiàn)的。時鐘單元主要通過DS1302進(jìn)行計時的，主控單元通過三條線進(jìn)行訪問。將讀取的時間數(shù)據(jù)顯示到顯示單元上。溫度模塊通過DS18B20測試環(huán)境溫度，溫度超標(biāo)時報警。其電路的整體框圖如圖23所示。圖22 本地模擬終端電路框圖圖23 智能顯示部分電路框圖系統(tǒng)的總體設(shè)計是由智能顯示部分、本地模擬分機(jī)、遠(yuǎn)端模擬分