【正文】 用于建筑家庭自動化網(wǎng)絡，實現(xiàn)無線接入監(jiān)控和控制應用。在大多數(shù)情況下，我們只 需要開啟 /關閉家用電器然后讓這些設備在那工作。添加太多的其他通信接口到終端設備，也大大增加了系統(tǒng)的的復雜性和成本。它在家庭自動化網(wǎng)絡遠程控制操作中 作為一個執(zhí)行器節(jié)點。 電源插座的無線設備提供了一個更靈活的方式來實現(xiàn)遠程控制功能。 家 庭自動化網(wǎng)絡是由幾個傳感器節(jié)點，多個無線電源插座模塊和一個基站組成的。 圖 1 在家庭環(huán)境中的無線電源插座系統(tǒng)。圖 2顯示出提出的電源插座模塊結構的分解圖。主板使用的是低成本 MCU實現(xiàn)控制邏輯和一個特定的芯片來驅動繼電器。 圖 4顯示出了該電源插座模塊的軟件控制流程。 具有最低通信的能 畢業(yè)設計論文 源成本的鄰居節(jié)點將被選為父級。路由信息將被直接發(fā)送到發(fā)送緩沖區(qū)作為下一個目的地。 開 始初 始 化線 路 更 新定 時接 收 到 信 息 ？信 息 類 型哪 一 個 插 座 ？發(fā) 送 緩 存 延 時A A開 / 關開 / 關 開 / 關開 / 關開 / 關 開 / 關AA否是線 路 信息命 令 信息其 他 信息1 23 4 5 6 圖 4 控制流電源插座模塊。電源插座模塊， PIR 傳感器模塊和基站彼此之間的無線通信時通過 Zigbee 協(xié)議實現(xiàn)的。 圖 6顯示了電源插座系統(tǒng)運行在不同的移動終端的圖形用戶界面。該智能手機雖然沒有觸摸屏，但可以只用一只手按壓搖桿按鈕和鍵盤來靈活操作。如圖 7 是實驗的過程。然后，該基站將像下屬的電源插座模塊 畢業(yè)設計論文 發(fā)送命令來打開燈和電扇在該人進入下一個區(qū)域之前。 如果有更多的 PIR 傳感器模塊和 更多的電源插座模塊，我們可以設計更多智能化的算法來預見人打算訪問的下一個目的地了 。 畢業(yè)設計論文 (a) 0s (b) 1s (c) 2s (d)3s 圖 7 主動照明實驗。電源插座模塊的 基本功能 已經(jīng)在測試平臺上通過執(zhí)行照明的實驗測試。 AUTOM。 [2] M. Chan, D. Esteve, C. Escriba 和 E. Campo,“對智能家居目前的狀態(tài)和未來的挑戰(zhàn)的審查”在生物醫(yī)學中計算機的方法和程序， 第二卷。 [5] IlKyu Hwang and JinWook Baek,“基于數(shù)字門鎖的無線接入監(jiān)測和控制系統(tǒng)，” IEEE Trans Consum Electron, 第 53 卷， 第 4號，第 1724 年至 1730 年， 20xx 年。在 20xx 年，他獲得了中國合肥科技大學控制 科學博士學位。 畢業(yè)設計論文 他目前的研究興趣包括無線傳感器網(wǎng)絡，分布式測量和控制，網(wǎng)絡機器人。他目前是中國南京東南大學儀器科技博士候選人。 她的研究興趣包括無線傳感器網(wǎng)絡，家庭自動化系統(tǒng)，無處不在的 運算。 從 1996 年到 1998 年期間，他是中國東南大學智 能信息處理實驗室的一名副研究員。目前，他是中國東南大學儀器科學與工程學院一個教授。 畢業(yè)設計論文 附錄 B 源程序 。 宋博士是中國儀器儀表協(xié)會的成員和中國機器人協(xié)會的成員。從 20xx 年到 20xx 年，他中國東南大學是機器人的傳感器和控制實驗室主任。98） 1968 年 11 月 11 日出生于中國黃山市。 20xx 年，張薇娟在西安工程大學電信系獲得了電子信息學士學位。 20xx 年，丁飛在中國南京理工大學機電工程學院獲得 。自 20xx 年，他一直在中國東南大學儀器科學與工程學院。 [7] ChiaHung Lien, YingWen Bai and MingBo Lin,“家用 電源管理的遠程控制電源插座系統(tǒng)， ” IEEETrans Consum Electron,第 53 卷，第 4號， 16341641 頁， 20xx年。 [3] K. Romer 和 F. Mattern,“ 無線傳感器網(wǎng)絡的設計空間網(wǎng)絡， ” IEEE 無線通信，第一卷。 英，第一卷。 它提供了更快，更靈活的方式建設和部署家庭自動化網(wǎng)絡。所提出的插座模塊加入了ZigBee 無線電到它的架構，所以具有了網(wǎng)狀組網(wǎng)能力。 （ a）在 智能手機。我們也可以使用上述描述的移 動終端手動控制過程。電源插座模塊和基站被放置在 桌子 的角落。如果我們要開啟 或關閉其中一個插座，從列表中選擇相應的項目，并按下，該命令將被發(fā)送到電源插座模塊。掌上電腦有一個更快的處理器和更大的觸摸屏。 該終端通過與基站建立藍牙連接來與家庭網(wǎng)絡中的節(jié)點進行通信。 一個為了驗證提出的電源插座的基本功能的簡單的家庭自動化網(wǎng)絡系統(tǒng)的測試平臺的模塊在我們的實驗室中已經(jīng)被創(chuàng)建。 圖 2 提出的 電源插座模塊的結構分解。 當 這些動作完 成 ，電源插座模塊將成功加入家庭網(wǎng)絡，并開始發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包。它通過收聽周圍的交通廣播，建立了 附近的信息 表。 該原型 的尺寸是 196毫米 163毫米 60mm。 RF收發(fā)器由一個擴展連接器與主板連接。它在可靈活控制的家電產品中起著重要的作用。傳感器節(jié)點和執(zhí)行器節(jié) 點部署在家庭環(huán)境和他們自主地形成多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡。這些設備對于原來的那些沒有安裝家庭自動化基礎設施的老房子更有用。 2. 系統(tǒng)概述 輕松控制各種家電是智能家居的一個特點。 本文提出了基于 ZigBee的無線控制家庭自動化建設的電源插座架構網(wǎng)絡。一 個 基于藍牙的無線可控電源插座模塊已經(jīng)被提出了。 這是非常難以被與這么多的廠商從不同的 IR代碼兼容的。每一個電源插座必須配有遙控器的遙控器操作。如果我們想建立一個家庭自動化系統(tǒng)， 這些設備是 實現(xiàn)電氣 連接，甚至開關功能必要的模塊。無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展最初是出于軍事應用 如戰(zhàn)場監(jiān)視。他們想用更多的傳感器和執(zhí)行器裝備他們的房子，以獲得最佳 的 方便，安全和娛樂。演示實驗的結果表明，所提出的電源插座模塊可以通過小型基礎設施方便，靈活的控制各種家電。所提出的電源插座集成了一個 ZigBee 無線模塊納入其體系結構。在此期間，老師定期召集同組人員開會指導工作，在整個設計中不斷給予我們良好的建議，使我們的設計更加順利。設計過程中有喜有憂，但是經(jīng)過多次反復的問題分析和系統(tǒng)調試，還是解決了各個難題，也使我在設計電路及分析電路問題上學到了很多。再者，設計中的定時插座開關狀態(tài)變換只是用單一紅色指示燈體現(xiàn)，如果可以加入揚聲器等反應更加明顯的指示，甚至是自動語音指示等比較能引起人們注意的外部設備，會讓定時插座變得更加人性化，實用性也更高?，F(xiàn)實生活中，隨著人們的生活水平不斷的提高，家電等用電器具越來越多，單一的一路控制明顯不能滿足要求。所設計的定時插座已經(jīng)可以實現(xiàn)預期功能。后來再經(jīng) 過多番考慮后發(fā)現(xiàn)。然后通過獨立式按鍵設置顯示菜單，執(zhí)行相應的功能。 繼電器部分的電路檢查時開始用 3 節(jié)干電池給單片機供電，發(fā)現(xiàn)繼電器無法工作，檢查原因后才知道繼電器的供電電壓不足，因而用 12V 轉 5V 的穩(wěn)壓電源時工作正常。 畢業(yè)設計論文 第 24 頁 共 29 頁 電源的設置：點擊 Design 出現(xiàn)選項點擊 Configure Power Rails 如下圖所示的對話框： 圖 電源設置 設置電源為 5V。 需要注意，當把 C語言源文件加入工程但還沒有關閉加入文件對話框，這時有可能被誤認為文件沒有成功地加入工程而再次進行加入操作，系統(tǒng)將顯示所需的文件已經(jīng)加入的提示。雙擊要加入的文件名或者選擇要加入的文件名再單擊“ Add”按鈕即可完成把 C語言源文件加入工程。 接著的工作需要把 C語言源文件加入工程之中。在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File → New...”、單擊對應的工具按 鈕或者快捷鍵 Ctrl +N 將打開一個新的文本編輯窗口，完成 C語言源文件的輸入，并且完成源程序向當前工程的添加。 圖 kell 軟件應用圖 （ 1）點擊 project，設置一些軟件目標選項： 畢業(yè)設計論文 第 22 頁 共 29 頁 圖 生 成工程項目 點擊“ ProjectNew project”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一個名字 ,點擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個對話框，按要求選擇目標器件片。其設計流程圖如圖 所示。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。最低 畢業(yè)設計論文 第 18 頁 共 29 頁 位 LSB 為邏輯 0 指定進行寫操作；邏輯 1指定進行讀操作，命令字節(jié)總是從最低有效為 LSB 開始輸入。 表 為 寄存器地址和內容 ： 表 寄存器地址和內容 寫寄存器 讀寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 秒 80H 81H CH 10 秒 秒 分 82H 83H 0 10 分 分 小時 84H 85H 12/2 4 0 10 A/P 時 時 日 86H 87H 0 0 10 日 日 月 88H 89H 0 0 0 10 月 月 星期 8AH 8BH 0 0 0 0 0 星期 年 8CH 8DH 10 年 年 控制 8EH 8FH WP 0 0 0 0 0 0 0 如圖 為 DS1302 的命令字節(jié)，每一數(shù)據(jù)傳送由命 令字節(jié)初始化。在開始 8 個時鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，另外的時鐘在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時輸入數(shù)據(jù)。 圖 ： 開 始按 鍵 掃 描是 否 定 時 ？執(zhí) 行 定 時 程 序Y是 否 到 達 定 時 時 間 或 溫 度執(zhí) 行 相 應 開 關 程 序 并 顯 示YNNN初 始 化 圖 主程序流程圖 畢業(yè)設計論文 第 17 頁 共 29 頁 DS1302計時程序的編寫 DS1302 串行時鐘芯片的主要組成部分：移位寄存器控制邏輯、振蕩器、實時時鐘以及 RAM。 圖 DS18B20 的引腳圖 畢業(yè)設計論文 第 16 頁 共 29 頁 本設計中用到的單片機是 STC89C52，為了使編寫的程序更加簡單明了，采用 C 語言進行編程，用 Keil 軟件進行編譯， STC— ISP 軟件進行下載。 0 號存貯器用于存放溫度值的補碼， LSB(最低位 )的“ 1表示 ℃ 。 DSI820 的測量范圍從一 55℃到 +125℃ 增量值為 ℃ ，可在 1s(典型值 )內把溫度變換成數(shù)字每一個 DS1820 包括一個唯一的 64 位長的序號，該序號值存放在 DS1820 內部的 ROM(只讀存貯器 )中。 DS1820 數(shù)字溫度計提供 9 位 (二進制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。 表 LCD1602引腳定義 ： 表 LCD1602 引腳定義 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源（ +5V） 3 Vee 對比調整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指 令 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD 寫入指令或數(shù)據(jù) 1=從 LCD 讀取信息 6 E 1,1→ 0 輸入 使能信號， 1