【正文】 用于建筑家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入監(jiān)控和控制應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，我們只 需要開啟 /關(guān)閉家用電器然后讓這些設(shè)備在那工作。添加太多的其他通信接口到終端設(shè)備，也大大增加了系統(tǒng)的的復(fù)雜性和成本。它在家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制操作中 作為一個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)。 電源插座的無(wú)線設(shè)備提供了一個(gè)更靈活的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。 家 庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)是由幾個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，多個(gè)無(wú)線電源插座模塊和一個(gè)基站組成的。 圖 1 在家庭環(huán)境中的無(wú)線電源插座系統(tǒng)。圖 2顯示出提出的電源插座模塊結(jié)構(gòu)的分解圖。主板使用的是低成本 MCU實(shí)現(xiàn)控制邏輯和一個(gè)特定的芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)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(shè)計(jì)論文 源成本的鄰居節(jié)點(diǎn)將被選為父級(jí)。路由信息將被直接發(fā)送到發(fā)送緩沖區(qū)作為下一個(gè)目的地。 開 始初 始 化線 路 更 新定 時(shí)接 收 到 信 息 ？信 息 類 型哪 一 個(gè) 插 座 ？發(fā) 送 緩 存 延 時(shí)A A開 / 關(guān)開 / 關(guān) 開 / 關(guān)開 / 關(guān)開 / 關(guān) 開 / 關(guān)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(wú)線通信時(shí)通過(guò) Zigbee 協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。 圖 6顯示了電源插座系統(tǒng)運(yùn)行在不同的移動(dòng)終端的圖形用戶界面。該智能手機(jī)雖然沒(méi)有觸摸屏，但可以只用一只手按壓搖桿按鈕和鍵盤來(lái)靈活操作。如圖 7 是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。然后，該基站將像下屬的電源插座模塊 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 發(fā)送命令來(lái)打開燈和電扇在該人進(jìn)入下一個(gè)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(shè)計(jì)更多智能化的算法來(lái)預(yù)見(jiàn)人打算訪問(wèn)的下一個(gè)目的地了 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 (a) 0s (b) 1s (c) 2s (d)3s 圖 7 主動(dòng)照明實(shí)驗(yàn)。電源插座模塊的 基本功能 已經(jīng)在測(cè)試平臺(tái)上通過(guò)執(zhí)行照明的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。 AUTOM。 [2] M. Chan, D. Esteve, C. Escriba 和 E. Campo,“對(duì)智能家居目前的狀態(tài)和未來(lái)的挑戰(zhàn)的審查”在生物醫(yī)學(xué)中計(jì)算機(jī)的方法和程序， 第二卷。 [5] IlKyu Hwang and JinWook Baek,“基于數(shù)字門鎖的無(wú)線接入監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，” IEEE Trans Consum Electron, 第 53 卷， 第 4號(hào)，第 1724 年至 1730 年， 20xx 年。在 20xx 年，他獲得了中國(guó)合肥科技大學(xué)控制 科學(xué)博士學(xué)位。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 他目前的研究興趣包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，分布式測(cè)量和控制，網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人。他目前是中國(guó)南京東南大學(xué)儀器科技博士候選人。 她的研究興趣包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，無(wú)處不在的 運(yùn)算。 從 1996 年到 1998 年期間，他是中國(guó)東南大學(xué)智 能信息處理實(shí)驗(yàn)室的一名副研究員。目前，他是中國(guó)東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院一個(gè)教授。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 附錄 B 源程序 。 宋博士是中國(guó)儀器儀表協(xié)會(huì)的成員和中國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)的成員。從 20xx 年到 20xx 年，他中國(guó)東南大學(xué)是機(jī)器人的傳感器和控制實(shí)驗(yàn)室主任。98） 1968 年 11 月 11 日出生于中國(guó)黃山市。 20xx 年，張薇娟在西安工程大學(xué)電信系獲得了電子信息學(xué)士學(xué)位。 20xx 年，丁飛在中國(guó)南京理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院獲得 。自 20xx 年，他一直在中國(guó)東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院。 [7] ChiaHung Lien, YingWen Bai and MingBo Lin,“家用 電源管理的遠(yuǎn)程控制電源插座系統(tǒng)， ” IEEETrans Consum Electron,第 53 卷，第 4號(hào)， 16341641 頁(yè)， 20xx年。 [3] K. Romer 和 F. Mattern,“ 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)空間網(wǎng)絡(luò)， ” IEEE 無(wú)線通信，第一卷。 英，第一卷。 它提供了更快，更靈活的方式建設(shè)和部署家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。所提出的插座模塊加入了ZigBee 無(wú)線電到它的架構(gòu)，所以具有了網(wǎng)狀組網(wǎng)能力。 （ a）在 智能手機(jī)。我們也可以使用上述描述的移 動(dòng)終端手動(dòng)控制過(guò)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(guān)閉其中一個(gè)插座，從列表中選擇相應(yīng)的項(xiàng)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(gè)更快的處理器和更大的觸摸屏。 該終端通過(guò)與基站建立藍(lán)牙連接來(lái)與家庭網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。 一個(gè)為了驗(yàn)證提出的電源插座的基本功能的簡(jiǎn)單的家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)的模塊在我們的實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)被創(chuàng)建。 圖 2 提出的 電源插座模塊的結(jié)構(gòu)分解。 當(dāng) 這些動(dòng)作完 成 ，電源插座模塊將成功加入家庭網(wǎng)絡(luò)，并開始發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包。它通過(guò)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(gè)擴(kuò)展連接器與主板連接。它在可靈活控制的家電產(chǎn)品中起著重要的作用。傳感器節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行器節(jié) 點(diǎn)部署在家庭環(huán)境和他們自主地形成多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。這些設(shè)備對(duì)于原來(lái)的那些沒(méi)有安裝家庭自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)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(gè)特點(diǎn)。 本文提出了基于 ZigBee的無(wú)線控制家庭自動(dòng)化建設(shè)的電源插座架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。一 個(gè) 基于藍(lán)牙的無(wú)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(gè)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(gè)家庭自動(dòng)化系統(tǒng)， 這些設(shè)備是 實(shí)現(xiàn)電氣 連接，甚至開關(guān)功能必要的模塊。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展最初是出于軍事應(yīng)用 如戰(zhàn)場(chǎng)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(lè)。演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，所提出的電源插座模塊可以通過(guò)小型基礎(chǔ)設(shè)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(gè) ZigBee 無(wú)線模塊納入其體系結(jié)構(gòu)。在此期間，老師定期召集同組人員開會(huì)指導(dǎo)工作，在整個(gè)設(shè)計(jì)中不斷給予我們良好的建議，使我們的設(shè)計(jì)更加順利。設(shè)計(jì)過(guò)程中有喜有憂，但是經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的問(wèn)題分析和系統(tǒng)調(diào)試，還是解決了各個(gè)難題，也使我在設(shè)計(jì)電路及分析電路問(wèn)題上學(xué)到了很多。再者，設(shè)計(jì)中的定時(shí)插座開關(guān)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(yáng)聲器等反應(yīng)更加明顯的指示，甚至是自動(dòng)語(yǔ)音指示等比較能引起人們注意的外部設(shè)備，會(huì)讓定時(shí)插座變得更加人性化，實(shí)用性也更高?，F(xiàn)實(shí)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(lái)越多，單一的一路控制明顯不能滿足要求。所設(shè)計(jì)的定時(shí)插座已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。后來(lái)再經(jīng) 過(guò)多番考慮后發(fā)現(xiàn)。然后通過(guò)獨(dú)立式按鍵設(shè)置顯示菜單，執(zhí)行相應(yīng)的功能。 繼電器部分的電路檢查時(shí)開始用 3 節(jié)干電池給單片機(jī)供電，發(fā)現(xiàn)繼電器無(wú)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(zhuǎn) 5V 的穩(wěn)壓電源時(shí)工作正常。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁(yè) 共 29 頁(yè) 電源的設(shè)置：點(diǎn)擊 Design 出現(xiàn)選項(xiàng)點(diǎn)擊 Configure Power Rails 如下圖所示的對(duì)話框： 圖 電源設(shè)置 設(shè)置電源為 5V。 需要注意，當(dāng)把 C語(yǔ)言源文件加入工程但還沒(méi)有關(guān)閉加入文件對(duì)話框，這時(shí)有可能被誤認(rèn)為文件沒(méi)有成功地加入工程而再次進(jìn)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(yǔ)言源文件加入工程。 接著的工作需要把 C語(yǔ)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(duì)應(yīng)的工具按 鈕或者快捷鍵 Ctrl +N 將打開一個(gè)新的文本編輯窗口，完成 C語(yǔ)言源文件的輸入，并且完成源程序向當(dāng)前工程的添加。 圖 kell 軟件應(yīng)用圖 （ 1）點(diǎn)擊 project，設(shè)置一些軟件目標(biāo)選項(xiàng)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 22 頁(yè) 共 29 頁(yè) 圖 生 成工程項(xiàng)目 點(diǎn)擊“ ProjectNew project”菜單，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求給將要建立的工程起一個(gè)名字，你可以在編緝框中輸入一個(gè)名字 ,點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框，按要求選擇目標(biāo)器件片。其設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。最低 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18 頁(yè) 共 29 頁(yè) 位 LSB 為邏輯 0 指定進(jìn)行寫操作；邏輯 1指定進(jìn)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(nèi)容 ： 表 寄存器地址和內(nèi)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(shí) 84H 85H 12/2 4 0 10 A/P 時(shí) 時(shí) 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(gè)時(shí)鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)輸入數(shù)據(jù)。 圖 ： 開 始按 鍵 掃 描是 否 定 時(shí) ？執(zhí) 行 定 時(shí) 程 序Y是 否 到 達(dá) 定 時(shí) 時(shí) 間 或 溫 度執(zhí) 行 相 應(yīng) 開 關(guān) 程 序 并 顯 示YNNN初 始 化 圖 主程序流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 共 29 頁(yè) DS1302計(jì)時(shí)程序的編寫 DS1302 串行時(shí)鐘芯片的主要組成部分：移位寄存器控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 RAM。 圖 DS18B20 的引腳圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁(yè) 共 29 頁(yè) 本設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)是 STC89C52，為了使編寫的程序更加簡(jiǎn)單明了，采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編程，用 Keil 軟件進(jìn)行編譯， STC— ISP 軟件進(jìn)行下載。 0 號(hào)存貯器用于存放溫度值的補(bǔ)碼， LSB(最低位 )的“ 1表示 ℃ 。 DSI820 的測(cè)量范圍從一 55℃到 +125℃ 增量值為 ℃ ，可在 1s(典型值 )內(nèi)把溫度變換成數(shù)字每一個(gè) DS1820 包括一個(gè)唯一的 64 位長(zhǎng)的序號(hào)，該序號(hào)值存放在 DS1820 內(nèi)部的 ROM(只讀存貯器 )中。 DS1820 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 位 (二進(jìn)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(hào) 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源（ +5V） 3 Vee 對(duì)比調(diào)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(hào)， 1