【正文】 通過峰值檢波電路測得峰值，然后根據波形因數求得相應的有效值。9 2 統(tǒng)總體設計原理 方案論證與比較 電壓 電流變換電路 由于 空調的用電電壓為 有效值 220V 交流電以及 0~5A 工頻電流， 因此該系統(tǒng)首先 需 要 將 交流 220V 大電壓、 0~5A 大電流 轉化 為 AD 可以接受的小電壓、電流信號后才能進行 采集 測量。 20xx 年， Honeywell 和海爾公司聯(lián)合開設了研究中心，美的集團也對家電智能化產品的研發(fā)加大了力度，在現階段的環(huán)境下，智能化家電的研究具有很大的研究與發(fā)展空間，因此對家電的智能化研究具有很強的利用價值。我國生產該類產品的公司一般有聯(lián)想，海信，海爾等公司。 日本的東芝公司首先發(fā)明了利用藍牙技術來控制智能家電，該技術可以實現短距離控制，但其在遠程控制時不能使用；松下公司也研究出了利用手機來遠程控制家電的技術，該系統(tǒng)要求，用戶的手機與本公司的服務器相連接，但是在目前來說生產價值較高。 智能用電家電研究現狀 近代以來，網絡技術取得了極大的發(fā)展，智能用電控制技術也隨之提升，這一想法首先是由美國的網景公司提出，在這一想法的前提下，日本研發(fā)出了網絡冰箱，該網絡冰箱是由普通冰箱與計算機連接而成，該系統(tǒng)可以利用條形碼讀入器來讀取冰箱的參 數及所儲存食物的現狀； Microsoft 公司在 1999 年時設計出了機頂盒，該機頂盒可以使電視屏幕與計算機相連接，可以利用電視屏幕顯示計算機屏幕。所以數字化電能測量儀器成為了必然的選擇。這樣的模式擁有著很大的缺陷：其一，必須有人去對其進行控制，給人們生活帶來不便；二是 不能及時根據人們的需要對功率進行調整，會造成用電浪費。目前市場上的少部分高端智能家電都已經具有藍牙信號接收、傳輸接口，能夠主動將自身狀態(tài)信息送入控制器，同時在控制器發(fā)出命令后能夠自動執(zhí)行動作。無論是新型家電還是傳統(tǒng)家電，其整體技術都在不斷提高。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪 制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 3）其它 5 目 次 1 緒論 ............................................................ 3 選題的背景 ........................................................ 3 研究目的和意義 .................................................... 3 智能用電研究現狀 ................................................... 4 設計任務 ........................................................... 5 2 系統(tǒng)總設計原理 ................................................... 6 方案論證與比較 .................................................... 6 系統(tǒng)工作過程 ...................................................... 7 3 系統(tǒng)硬件電路設計 ................................................. 8 電壓轉換電路設計 .................................................. 8 電流處理電路 ...................................................... 9 溫度采集部分 ..................................................... 10 AD 轉換電路 ....................................................... 11 地址鎖 存 ......................................................... 14 按鍵設計 ......................................................... 15 單片機部分 ....................................................... 16 晶振及復位電路 ................................................... 19 單片機電源部分 ................................................... 20 液晶屏 顯示 ...................................................... 20 空調控制部分 .................................................... 22 空調用電信息上傳 ................................................. 22 4 系統(tǒng)軟件設計 .................................................... 24 交流采樣單片機計算方法 ........................................... 24 系統(tǒng)軟件結構框圖 ................................................. 25 結論 ............................................................. 28 致謝 ............................................................. 29 參考文獻 ......................................................... 30 附錄 ............................................................. 32 6 1 緒論 選題的背景 智能家居 (Smart Home)的 概念最早是由美國人提出的 ， 智能家居是指將家庭中的用電器通過一些現代的控制手段，通訊技術進行網絡化連接，實現家電的智能化管理，同時還可以進行遠程監(jiān)控，在線監(jiān)測等內容，方便人們的日常生活。家 用電器 的進步， 其 關鍵 在于 采用了先進控制 檢測 技術，從而使家電從一種機械式的 家用工 具 提升為 一種具有智能 化 的設備，智能家電 進步 體現了家電最新技術的 較高水平 。這就為智能家電控制器的開發(fā)提供了良好的基礎。在能源緊缺的今天這是其重要缺陷。在軟件與硬件設計時，設計制作智能化電能質量測量的關鍵就在于系統(tǒng)簡單實用、在測量的過程中能夠抗干擾以及測量的準確度。至此， Electrolux， samsung， LG 公司相繼設計出了智能化冰箱，在 21 世紀初期，該技術廣泛吸引了人們的注意，同時該技術也取得了很大的進步。另外，家用電器的監(jiān)測與遠程控制還可以利用家電與 GSM 技術結合來實現。 聯(lián)想公司與 21 世紀初期生產出了該公司的第一個智能化家電，該家電與網絡相連，其具有普通電腦的全部功能，并且操作更加簡單；在同一年里海信公司也生產出了一款智能化家電， 該家電產品是將電腦作為該系統(tǒng)的服務器與普通家電結合即可實現對家電的智能化監(jiān)測與控制；與此同時，海爾公司 也生產了自己的智能化空調，冰箱等，其生產的智能化空調可以使用戶通過終端來控制家用電器，檢測等。 設計任務 通過 查閱相關資 料 ， 充分 了解空調的基本原理及工作過程。電壓 電流 變換電路有以下兩種方案： 方案一：降壓利用串聯(lián)電阻分壓，此方法精度不高，輸入輸出沒有電氣隔離，電阻的損耗功率較大。 方案二：利用單片機控制 A/D 對一個周期內的信號進行連續(xù)多點采樣，然后在軟件中根據有效值計算公式。 方案二：采用交流采樣，交流采樣 就是 將待測的 交流 電壓 信號經過變壓使其轉化為 177。交流采樣實時性好、相位失真小、并且相應速度快，因此設計選用交流采樣。整個電路主要包括極性轉換電路和輸入處理電路。由于大部分芯片的工作電壓都為正電壓，但我們在這里要測量的信號為交流電壓信號，所以我們要對輸入的交流電壓信號進行極性轉換，將雙極性轉變成單級性。 輸入處理電路：在極性轉換電路的基礎之上，輸入處理電路需要將 220V的交流電壓信號轉變?yōu)榉禐? 左右的交流電壓信號， 此外，還需要為MCP601 提供合適的參考電壓信號，其電路圖如 所示。 電流處理電路 類比 電壓處理電路， 可設計出電流處理電路，但其也具有一些不同，電流處理電路 在電流互感器之后 應接 一個精密電阻，這樣可以將電流信號轉化為0～ 3V 的單級性交流電壓信號 ，之后部分與電壓處理方法相同， 其轉換電路如圖 所示。 27 .0DQ2 V C C3G N D1U5D S 18 B 2 0 圖 DS18B20 引腳圖 DS18B20 的性能及特點： （ 1）該傳感器 適應電壓范圍 較 寬， 該 電壓范圍 為 ~， 并且 可由數據線供電。 14 （ 5）溫度測量范 圍 為 55℃ ~ +125℃ ，在 10℃ ~ +85℃ 時精度為 177。 （ 8） 電源極性接反時，芯片不 會因發(fā)熱而燒毀，但 此時該芯片 不能正常工作。 21 LSB。 5V,177。 （ 8）該 AD 轉換不需進行零點和滿刻度調節(jié)。 8 位輸出端排列順序為 D0 最低位， D7 最高位。 表 ADC0808 地址信號 與選中通道 地 址 選中通道 ADDC ADDB ADDA 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 16 1 1 1 IN7 （ 5） ALE：為地址鎖存允許信號輸入端，該端口輸入信號為高電平時有效。即該輸入端上的脈沖信號為上升沿信號時逐次逼近寄存器清零，為下降沿信號時 A/D 轉換啟動。該信號可作為被單片機查詢的狀態(tài)信號，也可作為對 CPU 的中斷請求信號。在中斷工作條件下，該信號往往作為 CPU 發(fā)出的中斷請求響應信號。當通道地址 輸入端輸入信號 有效時，ALE 中一出現高電平信號，地址信號馬上就會被 鎖存器 鎖存。 18 D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11 圖 74LS373 管腳圖 74LS373 是常用的地址鎖存器，其與 ADC 相連接時可以通過地址鎖存器和譯碼器控制 ADC 的 8 路模擬量輸出。 用 系統(tǒng) I/O 口線組成行 、列 相交 結構， 系統(tǒng) 按鍵 分別 設置在行列的交 叉點 上 。 行列式鍵盤和獨立按鍵 在本設計中 直接 接 于單片機的 P2 口上， 按鍵接線圖 如圖 所示。 GND：接地。在 FIASH 編程時， P0