【正文】 電器外，還會更多的應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。同時還能通過紅外遙控隨時控制插座的開關(guān)，從而達(dá)到方便、智能、節(jié)電的目的。若用數(shù)字電路完成，所設(shè)計的電路相對復(fù)雜，需要更多的數(shù)字集成塊，其功能也主要依賴于數(shù)字電路的各功能模塊的組合來實現(xiàn)，其精度也不如單片機和時鐘芯片配合的準(zhǔn)確，由于元件較多，焊接過程也會比較復(fù)雜，成本也高。 總體的硬件電路框圖如圖 所示： 圖 硬件電路框圖 主控制器 及最小系統(tǒng) STC89C52 是宏晶公司生產(chǎn)的 40 引腳雙列直插芯片， 單片機 片內(nèi)集成 512字節(jié)程序運行空間、 8K字節(jié) Flash 存儲空間 支持最大 64K 外部存儲擴展。 具有許多獨特的優(yōu)點，即體積小、重量輕、單一電源、低功耗、功能強、價格低廉、運算速度快、抗干擾能力STC89C52 7805穩(wěn)壓電源模 塊 DS1302計時模 塊 按鍵模塊 繼電器模塊 DS18b20模塊 LCD顯示模 塊 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 7 頁 共 29 頁 強、可靠性高等，所以特別適用于實時測控系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，已成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造，各類產(chǎn)品跟新?lián)Q代，實現(xiàn)自動化智能化的理想模型。對 P0端口寫“ 1”時 ， 引腳用作 高阻抗輸入。 P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 P3 輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL 邏輯電平。當(dāng)振蕩器工作時 ， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。設(shè)計中的繼電器是比較耗電的器件，而且如果電量不足會使得繼電器無法工作，因為通過 78L05 穩(wěn)壓芯片把 9V 電源穩(wěn)壓輸出5V給單片機供電。如果能提供足夠的散熱片，它們就能夠提供大于 的輸出電流。 DS1302 是高性能時鐘芯片，具有以下特性： 實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月、以及帶閏年補償?shù)哪赀M(jìn)行計數(shù)； 用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31*8RAM； 最少引腳 的串行 I/O； 滿肚工作范圍； 時耗電小于 300nA； 用于時鐘或數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送； 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 11 頁 共 29 頁 8引腳 DIP 或可選的用于表面的 8引腳 SOIC 封裝 ； 簡單的 3 線接口； TTL 兼容（ VCC=5V）； 可選的工業(yè)溫度范圍 40℃至 +85℃； 在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特點： —— 可選的慢速充電的能力； —— 用于主電源和備份電源的雙電源引腳； —— 備份電源引腳可用作電池或超容量電容器的輸入端； —— 附加的告訴暫存存儲器（ 7 字節(jié)）。 圖 ， 7引腳分別接在了單片機的 P0 P0 P07 口。它不進(jìn)省電，而且能夠顯示大量的信息，如文字、曲線、圖形、動畫等，其功能比數(shù)碼管強大得多。在本系統(tǒng)中，主要是用于控制插座的開關(guān)狀態(tài)，通過單片機 I/O 輸出信號控制繼電器的工作已否從而達(dá)到控制插座開關(guān)的目的。因為每一個 DS1820 在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個 DS1820 可以存放在同一條單線總線上。DS1820 中還有用于貯存測得的溫度值的兩個 8 位存貯器 FAM 編號為 0 號和 1號。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省 一 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 15 頁 共 29 頁 根導(dǎo)線，但完成溫度測量的時間較長 ， 采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快 。由于定時設(shè)置是通過獨立式按鍵進(jìn)行設(shè)置的，程序在按鍵掃描部分相對重要。數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿串 行輸入。 DS1302 總共有 12 個寄存器，其中的 7個寄存器分別與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。如果它是零，禁止寫 DS1302，位 6為邏輯 0 指定時鐘日歷數(shù)據(jù)；邏輯 1 指定 RAM 數(shù)據(jù)。 基本操作時序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=H,E=H 輸出： DO~D7=狀態(tài)字 寫狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=L,D0~D7=指令碼 ,E=高脈沖 輸出：無 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=H,E=H 輸出： DO~D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=L,D0~D7=數(shù)據(jù) ,E=高脈沖 輸出：無 1602 顯示流程圖如圖 ： 圖 1602顯示流程圖 開始 初始化 讀狀態(tài) 數(shù)據(jù)顯示 寫數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù) 寫命令 返回 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 20 頁 共 29 頁 DS18B20 顯示電路程序編寫 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時序要求。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。 在使用這兩個軟件時，都 遇到了一些問題，例如在使用 protues 進(jìn)行原理圖繪制的時候，有些器件很難找到，這就會浪費很多時間，所以，最后在網(wǎng)上下載了一個 protues 元件對照表，這個問題就得到了解決。分別設(shè)置“ target1”中的“ Target,output,debug”各項，使程序匯編后產(chǎn)生 HEX 文件。注意， C語言源文件的擴展名應(yīng)該是“ .c”，它應(yīng)該與工程文件存儲在同一文件夾之內(nèi)。在快捷菜單中選擇“ Add File to Group ‘ Source Group 1’”，加入文件對話框被打開。如果不需要加入其它文件，單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。 (3) 編譯源程序，出現(xiàn)錯誤時，返回上一級對錯誤 更改后重新編譯，直到?jīng)]有錯誤為止。而時鐘也沒有顯示，所 以檢查 1302 是否有問題，檢查完才發(fā)現(xiàn) 1302 忘了接地。 首先是 LCD1602 顯示程序，通過編寫過的程序掌握了 1602 的顯示原理及其顯示過程用到的指令如清屏，開關(guān)顯示等。有了這些流程后才能在編程過程中減少一些不必要的麻煩。因為按鍵處理這塊加入了大部分的設(shè)置功能，所以編寫過程比較費力，通過反復(fù)調(diào)試，系統(tǒng)已經(jīng)可以達(dá)到預(yù)期的效果。 定時插座工作時紅色指示燈亮，不工作時指示燈不亮。同時，可以 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 26 頁 共 29 頁 給定時插座加上保 護(hù)措施，如漏電保護(hù)開關(guān)等，達(dá)到安全的目的。定時插座已經(jīng)可以完成一天 24 小時內(nèi)的兩組定時開關(guān)設(shè)置和六組一小時內(nèi)的固定模式定時， 還可以通過溫度上下限的設(shè)置，控制繼電器稍的工作狀態(tài)。但是，在這過程中，我也發(fā)現(xiàn)了自己所學(xué)知識的不足，在今后仍需不斷努力學(xué)習(xí)。在此謹(jǐn)向他們表示衷心的感謝。一個電源插座的樣本模型已經(jīng)隨著所提出的框架被完成。 索引詞 —— 智能家居，家庭自動化，電源插座，無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 。 在最近幾年，許多新的無線通信技術(shù)的快速發(fā)展導(dǎo)致了家庭自動化設(shè)備的翻新。隨著現(xiàn)已新發(fā)布的無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ZigBee標(biāo)準(zhǔn)，我們被賦予了更多的機會，建立無線控制和監(jiān)測的應(yīng)用程序，以至于可以保證低成本，低功耗，范圍廣和高可靠性 。 許多可以提供遠(yuǎn)程控制功能的電源插座產(chǎn)品在商業(yè)市場都有供應(yīng)。 ZigBee技術(shù)已被應(yīng)用于建筑家庭自動化網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)無線接入監(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。它在家庭自動化網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)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(shè)備提供了一個更靈活的方式來實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。 家庭自動化網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)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(qū)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。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 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(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 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 發(fā)送命令來打開燈和電扇在該人進(jìn)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(shè)計更多智能化的算法來預(yù)見人打算訪問的下一個目的地了 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(xué)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， 2021 年。在 2021 年，他獲得了中國合肥科技大學(xué)控制科學(xué)博士學(xué)位。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 他目前的研究興趣包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，分布式測量和控制，網(wǎng)絡(luò)機器人。他目前是中國南京東南大學(xué)儀器科技博士候選人。 她的研究興趣包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，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(xué)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(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院一個教授。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 附錄 B 源程序 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit lcdrs=P3^7。 sbit IO=P0^6。 //繼電器接口 sbit P0_2=P0^2。//加 sbit s4=P2^3。 uchar code table4[]= Timing Sockets 。 uchar code table8[]=TUE 。 uchar code table12[]=SAT。 uchar code table16[]=Set the Timing 。 uchar code table20[]= L: H: 。 uchar aa