【正文】 過與預(yù)設(shè)值的對比，決定冷水機組的水閥開度，使室溫保持在一個恒定的范圍。系統(tǒng)的整體框圖如圖 1 所示。在原有的機械式按鍵開關(guān)的基礎(chǔ)上，采用無線遙控器與 Web 網(wǎng)頁遠程控制，來控制空調(diào)機組（如風機，加濕器，風閥等），實現(xiàn)了遠距離，多角度對空調(diào)機組進行實時控制。 (3)空調(diào)機的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，按照預(yù)先所設(shè)定的程序，根據(jù)時間、溫度、濕度等參數(shù)對空調(diào)機進行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。 智能家庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭設(shè)備自動 控制、家庭安全防范二個方面。專家預(yù)計，中國物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)在 2021年將超過一萬億元規(guī)模， 2050 年傳感器在生活中將無處不在。如此等等，不一而足。在這個物物相聯(lián)的世界 5 中，物品能彼此“交流”，無需人的干預(yù)。過去 的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和 IT 基礎(chǔ)設(shè)施分開，一方面是機場、公路、建筑物，另一方面是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。 物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用 RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“ Inter of Things”。自動化的智能家居不再是一幢被動的建筑，相反，成了幫助主人盡量利用時間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。 第 5 章 環(huán)境實例搭建 ......................................................................................................36 實例環(huán)境選擇 .....................................................................................................36 實例環(huán)境布置 ......................................................................................................36 所控電器 ..................................................................................................36 布線 ..........................................................................................................36 控制模式 ..................................................................................................37 遠程 控制 ..................................................................................................38 第 6 章 總結(jié) ......................................................................................................................39 謝辭 ....................................................................................................................................40 參考文獻 ............................................................................................................................41 附錄：單片機控制程序 ....................................................................................................42 4 第 1 章 背景 智能家居（ Smart Home）是以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣踊?，智能化于?體的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。 Web 軟件開發(fā)工具 簡要介紹 ................................................錯誤 !未定義書簽。本文基于容易實現(xiàn)，方便操作，貼近使用的設(shè)計理念，采用 STC89C52 單片機為控制核心，為控制終端，并采用包括紅外遙控、按鍵、 Web 界面等在內(nèi)的多個控制源來控制家用電器。本文的二至四章描述了整個設(shè)計的軟、硬件部分的具體實現(xiàn)，第五章是根據(jù)設(shè)計好的功能搭建了一個具體的環(huán)境實例。 Eclipse......................................................................錯誤 !未定義書簽。家居智能化技術(shù)起源于美國，最具代表性的是 X10 技術(shù)，通過 X10 通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個設(shè)備便可實現(xiàn)資源的共享。 智能家居是 現(xiàn)代 社會最熱門的話題之一，它的目標是通過 網(wǎng)絡(luò) 等信息通信技術(shù)手段實現(xiàn)對家居電器等的智能控制，使其能夠按照人們的設(shè)定工作運行，而不論距離的遠近。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品 (商品 )能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預(yù)。而在物聯(lián)網(wǎng)時代 ,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球?？梢哉f，這是一個智能化的世界。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用竟已經(jīng)很廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。 可以想見，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段，家中的電器可以和外網(wǎng)連接起來，通過傳感器傳達電器的信號。其中家庭設(shè)備自動監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠距離異地 (通過電話或 Inter)的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。 (4)照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先設(shè)定的時間 程序，分別對各個房間照明設(shè)備的開、關(guān)進行控制，并可自動調(diào)節(jié)各個房間的照度。此外在本次設(shè)計中，采用多種傳感器想結(jié)合，智能根 據(jù)各傳感器采集的數(shù)值進行自動化控制，如自動開關(guān)風機，智能調(diào)節(jié)冷凍水量，自動調(diào)節(jié)風閥開度等。 系統(tǒng)整體框圖 1 功能設(shè)計： 多源控制 為了適應(yīng)人們高質(zhì)量，便捷的生活需求， 本系統(tǒng)采用多源控制，即按鍵控制， Web 網(wǎng)頁遠程控制，系統(tǒng)自動控制，這三種控制相結(jié)合。同時為了方便控制， MCGS 組態(tài)軟件會將采集到的溫度值發(fā)送到 LCD1602 液晶屏上顯示出來。 本設(shè)計中 只有一臺風機，既有新風又有回風的話， 通過風閥調(diào)節(jié)新 回風比例是可取的 。但其中的模式不必太多，以免使系統(tǒng)的操作變得復(fù)雜，在具體的設(shè)計只需將常用的幾 種情況（場景）設(shè)為固定的模式來控制即可，在本次設(shè)計中有手自動模式，夏季模式，冬季模式，其中的手自動是 MCGS 組態(tài)軟件根據(jù)預(yù)設(shè)與傳感器自動控制空調(diào)機組。主要特點有： 符合所有的 RS232C 技術(shù)標準 只需要單一 +5V 電源供電 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓V+、 V 功耗低，典型供電電流 5mA 內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū)動器 內(nèi)部集成兩個 RS232C 接收器 圖 4 最小系統(tǒng) 10 濕度傳感器 模塊 濕度采集選用了 th100hum 濕度傳感器，其特點如下： （ 1）在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 th100hum的雙向通訊。 （ 5）在使用中不需要任何外圍元件。 （ 3）支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實現(xiàn)多點測溫。 LCD 模塊 顯示模塊采用 LCD1602，它能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。其引腳定義如下： AIN0~AIN3：模擬輸入（ A/D 轉(zhuǎn)換）。 VREF：參考電壓輸入。 SDA:I2C BUS 數(shù)據(jù)輸入 /輸出。本次設(shè)計應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)版 ，它具有以下特點： 方便的使用： MCGS 網(wǎng)絡(luò)版服務(wù)器不要安裝其他任何輔助軟件，客戶操作起來得心應(yīng)手 然后再雙擊新建的主窗口進行內(nèi)容編輯，即編輯我們本次所用的的空調(diào)機組，將各裝置擺放好，其裝置將關(guān)聯(lián)某些窗口，我們在下面將繼續(xù)編寫，這里只是編寫框架。 編輯壓差數(shù)據(jù)窗口，同時設(shè)置過濾器和風機故障顯示，當壓差不正常時過濾器和風機故障顯示。并且設(shè)置水閥開度，這里進行程序設(shè)計，根據(jù)回風溫度與設(shè)定溫度的對比以調(diào)節(jié)水閥的開度。 24 （ 7）編寫初始參數(shù)窗口，點擊 MCGS 用戶菜單，選擇新建窗口然后點擊窗口屬性進行編輯。然后再雙擊新建的主窗口進行內(nèi)容編輯。 （ 2） EXCEL 輸出，本次設(shè)計中設(shè)置為每 5 分鐘將當前數(shù)據(jù)輸出到 EXCEL 中。 28 29 設(shè)備與變量連接 （ 1）設(shè) 備驅(qū)動程序安裝步驟： “設(shè)備窗口”選項卡，進入“設(shè)備窗口頁”。 “可選設(shè)備”列表中，雙擊“板卡”，彈出板卡列表。 “設(shè)備工具箱”列表中雙擊“研祥 PCL818L”，設(shè)備被添加到左側(cè)設(shè)備組態(tài)窗口中，出現(xiàn)“設(shè)備 0[研祥 PCL818L]”。其中 “ I/O 基地址 [16 進制 ]”：與板卡上地址跳線開關(guān)的設(shè)置有關(guān)，出廠設(shè)置為 300H。選 +5 的含義是：輸入電壓為 5（最?。r，對應(yīng) A/D 轉(zhuǎn)換值為 5；輸入電壓為 +5（最大）時對應(yīng) A/D 轉(zhuǎn)換值為 5。 圖 數(shù)據(jù)處理窗口 圖 數(shù)據(jù)處理方式選擇窗口 “ ⑤ 工程轉(zhuǎn)換”，彈出“工程量轉(zhuǎn)換”窗口，如圖 所示。注意工程最大值應(yīng)設(shè)為 9。如果動作和液位顯示結(jié)果都正確，表明設(shè)備連接成功。 32 然后點擊 設(shè)備檢測查看是否有錯誤的地方以修改，當所有的都正確，點擊進入運行環(huán)境，調(diào)試檢測各項。 假設(shè) : MCGS 服務(wù)器 端的 IP 地址 為 ，端口號為 8000。例如 MCGS 服務(wù)器端 的局域網(wǎng) IP 是 ，MCGS 工程 使用的 端口為 8000，則路由器的 “ 虛擬服務(wù)器 ” 設(shè)置如 圖 4： 圖 4 端口映射示意圖 設(shè)置完成后，可使用 MCGS 服務(wù)器端的外網(wǎng) IP 進行外網(wǎng)訪問（有些路由器需要重啟才可生效）。 注冊“花生殼 2021”帳號，得到一個域名。 客戶端訪問 在 IE 地址欄中 輸入 版工程。 1 所控電器 在本實例中，所要控制的電器有 8 個，如圖 所示 1 號是主臥燈、 2 號是客臥燈、 3 號是過道燈、 4 號是衛(wèi)生間燈、 5 號是客廳窗簾、 6 號是接線板、 7 號是空調(diào)、 8 號是門禁。 另外傳感器與紅外接收頭將會被獨立出來。 控制終端 1 電器1 控制終端 2 電器2 控制核 心（單片機） 服務(wù)器 網(wǎng)口 圖 27 布控簡圖 控制模式 離開 關(guān)所有電器、開門禁 全開 睡眠 起夜 會客 關(guān)閉其他電器設(shè)備、臥室燈 由亮變暗，開門禁，關(guān)窗簾 開臥室燈、走廊燈 打開所有電器設(shè)備 手動模式 切換后可以手動控制電器 情景 走廊、客廳的燈開，門禁關(guān)、 自動動模式 切換后電器會根據(jù)傳感器采集的信息來控制電器 自定義模式 切換后可以手動控制電器 圖 28 控制模式 38 情景模式、手動模式與自動模式是同一級的，只有在情景模式下其它一些的模式如起夜模式、會客模式才會啟用，在情景模式中，離開模式是在用戶離開后除了門禁是開著其他所有的電器包括接線板都是關(guān)閉狀態(tài)，起夜模式是指當夜間需要使用衛(wèi)生間時候，觸發(fā)該模式，臥室、走廊到衛(wèi)生間的燈都會被打開。手動模式是指當用戶需要特殊開關(guān)某種電器時，先要切換到手模式，再通過鍵盤、遙控器開光某些電器。 Web 的后臺程序可以放在租用的服務(wù)器上，這樣連接好以后就可以通過網(wǎng)頁上的按鈕輕松遠程控制家中的電器了。所以這部分在答辯前沒有 實現(xiàn)，但答辯后，我會繼續(xù)用空閑時間去一步步完成、完善設(shè)計。在論文提綱制定時，我的思路不是很清晰，經(jīng)過老師的幫忙，讓我具體寫作時思路頓時清晰。 41 參考文獻 [1] 何立民 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 .北京：航天航空大學出版社 .2021 年 . 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