【正文】 H 加熱電壓 177。 本設(shè)計(jì)采用 BIS0001 這款專門處理傳感器信號(hào)的集成電路芯片來(lái)處理紅外熱釋電傳感器信號(hào) 。 本次設(shè)計(jì)的入侵警報(bào)系統(tǒng)使用的是該芯片的可重復(fù)觸發(fā)方式，所以將 A端接高電平即可。電位器 RL2 可以用來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器的增益，電位器 RT1 用來(lái)調(diào)節(jié)觸發(fā)封鎖時(shí)間 ,值為： Ti=24*RT1*CY1。 該電路設(shè)計(jì)使 BIS0001 工作在可重復(fù)觸發(fā)的模式下。 GSM模塊與單片機(jī)接口電路如 圖 10 所示。 (2)AT+ISP=XXXX:設(shè)置單片機(jī)與該模塊通訊的波特率，默認(rèn)是 9600； (3)AT+CMGF=1:設(shè)置 GSM 模塊的短信模塊為 TEXT 模式，在該模式下只可發(fā)送英文，但是無(wú)需編碼； (4)AT+CMGS=“ 13569400193”：設(shè)置短信接收號(hào)碼為 13569400193，若 GSM模塊工作正常，則該模塊應(yīng)答“ ” 。 ３ .８ 無(wú)線通訊模塊 為了使智能家居控制系統(tǒng)布線方便，現(xiàn)使用 NRF24L01 模塊進(jìn)行下位機(jī)和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。該芯片使用 SPI 通訊協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通訊 ，只需通過(guò)單片機(jī)配置該芯片的相關(guān)寄存器，便能實(shí)現(xiàn)無(wú)線發(fā)送與接收。一旦捕獲到有效的數(shù)據(jù)包，芯片的中斷輸出引腳輸出低電平，單片機(jī)檢測(cè)到低電平后讀狀態(tài)寄存器的值，判斷是否接收到有效數(shù)據(jù)，若接收到數(shù)據(jù)，則讀出接收到的數(shù)據(jù)。 串口是現(xiàn)在大部分 MCU 都具有的硬件功能，串行口的使用也比較方便，只需要設(shè)置好數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，波特率，等相關(guān)參數(shù)兩個(gè)硬件設(shè)備便能進(jìn)行通訊。 LabVIWE 布爾控件主要用來(lái)輸出和 顯示布爾值。 該類控件在前面板上有一個(gè)輸入框或滑塊，用來(lái)調(diào)整數(shù)值大小，在程序框圖里面只有一個(gè)輸出端，由于輸出指定的數(shù)值 ，如 圖 14所示 。 18 LabVIEW 的數(shù)組、矩陣和簇控件用于創(chuàng)建新的數(shù)組、矩陣、簇， 如 圖 16所示。 更重要的是， LabVIEW 提供了多種硬件的驅(qū)動(dòng)程序，比如GPIB、以太網(wǎng)、串口等，有了這些驅(qū)動(dòng)程序，我們便可以通過(guò)圖形化程序控制這些硬件。其用法和 C語(yǔ)言基本上保持一致， For循環(huán)框內(nèi)有兩個(gè)重要參數(shù) i 和 n,當(dāng) i 等于 0事終止循環(huán)， n 為循環(huán)計(jì)數(shù)； While循環(huán)中有一個(gè)重要參數(shù)，即 While 循環(huán)框內(nèi)的紅點(diǎn)。 圖 18 數(shù)組函數(shù) 數(shù)值函數(shù)：數(shù)值函數(shù)用于數(shù)據(jù)的處理，功能包括基本的加、減、乘、除，編程常用的 自加、自減運(yùn)算，還有一些去整、平方函數(shù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)操作函數(shù)，如 圖 19所示。編程時(shí)只需要將需要處理的數(shù)據(jù)連接至相應(yīng)的輸入端 ，輸出端便會(huì)輸出指定類型的結(jié)果。該部分設(shè)置需要與單片機(jī)的串口設(shè)置保持一致。 VISA 關(guān)閉串口：釋放串口資源。程序工作流程如 圖 21所示 ： 開(kāi)始運(yùn)行 登陸？ 等待 輸入用戶口令 口令正確？ 收到數(shù)據(jù)？ 等待 處理顯示 發(fā)送命令 ？ 寫串口數(shù)據(jù) 關(guān)閉串口 初始化串口 是 否 是 否 否 是 是 否 否 是 圖 21 上位機(jī)工作流程圖 21 （ 1）登陸系統(tǒng)：利用輸入控件，比較控件與顯示對(duì)話框控件來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶輸入的用戶名和密碼的驗(yàn)證，若輸入錯(cuò)誤則不可以獲取家居信息并進(jìn)行控制，并在屏幕上顯示；若正確則可以 獲取家居信息并進(jìn)行控制；點(diǎn)擊“退出”按鈕則退出智能家居控制系統(tǒng)，程序圖如 圖 22所示。 圖 23 初始化串口和彈出式對(duì)話框 22 圖 24 判斷是否收到數(shù)據(jù)程序圖 (3)接收數(shù)據(jù)：判斷串口緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否為零，若不為零則表示接收到數(shù)據(jù)。 (5)串口關(guān)閉：數(shù)據(jù)處理完成，關(guān)閉串口，減少資源的占用； (6)控制系統(tǒng)：點(diǎn)擊布爾型控件按鈕，寫入指定數(shù)據(jù)到串口緩沖區(qū)，串口發(fā)送數(shù)據(jù)； 程序圖如 圖 26所示。 如 圖 27所示。利用Labview 發(fā)布 web 服務(wù)需要以下幾個(gè)步驟： （１）單擊工具 — web 發(fā)布工具，打開(kāi)相關(guān)設(shè)置的對(duì)話框； 24 （２）選擇已經(jīng)編寫好的 VI 項(xiàng)目，設(shè)置 web查看方式，單擊“下一步”； （３）輸入網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題，單擊“完成”，軟件將生成一個(gè)用于內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)址； 這樣，我們就可以通過(guò) web 方式來(lái)控制這個(gè)系統(tǒng)了。 圖 29 STM32CubeMX的四部分配置 GPIO 功能的配置 :單擊相應(yīng)的芯片的管腳，在彈出的下拉菜單里選擇對(duì)應(yīng)的模式，如 圖 30所示。要注意的一點(diǎn)是，生成的工程文件所依賴的 25 庫(kù)文件是意法半導(dǎo)體公司提供的 HAL(硬件抽象層 )庫(kù)，該庫(kù)文件與以往的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)文件有較大不同，而且意法半導(dǎo)體公司也已經(jīng)停止了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的更新。 MDK 可以編譯、軟硬件仿真工程，支持眾多的 ARM器件。 IIC協(xié)議的通訊過(guò)程為主機(jī)先發(fā)送啟動(dòng) 26 信號(hào)， 然 后緊跟著發(fā)送地址信號(hào) +讀寫控制位信號(hào)， 然后從機(jī)應(yīng)答，主機(jī)和從機(jī)開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，主機(jī)要發(fā)送 “ 1” 時(shí)，主機(jī)拉低總線并延時(shí) 2us 釋放 ，在延時(shí) 60us；主機(jī)要發(fā)送 “ 0”時(shí)，主機(jī)輸出低電平延時(shí) 60us 釋放總線，延時(shí) 2us。 NRF24L01 無(wú)線發(fā)射模塊程序設(shè)計(jì) NRF24L01 是一款工作于 頻段下的無(wú)線收發(fā)芯片，該芯片通過(guò) SPI協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通訊。與本設(shè)計(jì)相關(guān)的該芯片 開(kāi)始 BH1750 上電 BH1750 復(fù)位 設(shè)置工作模式 讀取數(shù)值 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 結(jié)束 圖 32 光強(qiáng)檢測(cè)流程圖 27 的主要指令 和寄存器如下： 指令 1： 000AAAAA:讀取 AAAAA 寄存器的值； 指令 2： 001AAAAA:對(duì) AAAAA 寄存器進(jìn)行寫操作； 指令 3： 01100001：讀取接收道德有效數(shù)據(jù) ； 指令 4： 10100000：寫要發(fā)射的數(shù)據(jù)； 指令 5： 11100001：清除發(fā)射緩沖寄存器數(shù)據(jù)； 開(kāi)始 單片機(jī)發(fā)送起始信號(hào) DHT11 應(yīng)答 DHT11 輸出數(shù)據(jù) 單片機(jī)讀取數(shù)據(jù) 達(dá)到 5 字節(jié) 單片機(jī)校驗(yàn)并處理數(shù)據(jù) 結(jié)束 是 否 圖 33 溫濕度采集流程圖 28 指令 6： 11100010：清除接受緩沖寄存器數(shù)據(jù)； 指令 7： 11111111:空操作，用于讀取狀態(tài)寄存器； 寄存器 CONFIG:地址 0x00,用于配置該芯片的工作模式； 寄存器 EN_RXADDR:地址 0x02，用于開(kāi)關(guān)接收數(shù)據(jù)通道； 寄存器 RF_CH，地址 0x05，用于設(shè)置芯片的工作頻率； 寄存器 STATUS： 地址 0x07，用于讀取和控制模塊狀態(tài)； 該模塊初始化時(shí)設(shè)置基本參數(shù)，包括功率、信道、自動(dòng)應(yīng)答、重發(fā)次數(shù)、數(shù)據(jù)發(fā)射速率、接收通道地址、發(fā)射通道地址等，然后設(shè)置芯片工作模式為接收模式。 ILI9326 控制器的顯存大小為 320*240*18/8，即該控制器驅(qū)動(dòng)的 TFT 像素為 240*320，每個(gè)像素的顏色用十八位表示，紅色 R占 8位，綠色 G占 8位，藍(lán)色 B 占 8 位，也就是十八位模式?？刂?FMSC 工作的參數(shù)和步驟較多，下面只介紹本設(shè)計(jì)重點(diǎn)使用的內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中將 FMSC 初始化為配置存儲(chǔ)器類型為 SRAM、用存儲(chǔ)塊 1區(qū) 4號(hào)、 16 位數(shù)據(jù)寬度、寫使能、 讀寫不同時(shí)序使能等。本次搭建了一個(gè)上位機(jī)、 WEB 平臺(tái)手持設(shè)備的測(cè)試平臺(tái)， 包含一臺(tái)電腦、一個(gè)仿真器、一塊面包板、以及前面設(shè)計(jì)制作好的硬件。然后改變 環(huán)境溫度到 23℃ ，濕度 34%，光照強(qiáng)度 60拉克絲， TFT顯示的信息如右圖所示，與環(huán)境改編后的信息一致，說(shuō)明傳感器工作在正常狀態(tài)，系統(tǒng)工作正常。 圖 37為上位機(jī)用戶登錄成功時(shí)，在溫度 24℃ ，濕度 35%時(shí)運(yùn)行的界面。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送控制命令后，系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)有相應(yīng)的改變。 32 圖 38 WEB控制端 33 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)這一階段的努力，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。 本次基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要功能都已實(shí)現(xiàn)， 由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境限制以及時(shí)間等因素，在實(shí)際上并未完全實(shí)現(xiàn) 。 在老師的要嚴(yán)格要求與合理的時(shí)間安排下， 同時(shí)在各位同學(xué)的積極幫助下， 使本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 克服種種困難，解決很多技術(shù)上的問(wèn)題 。再次感謝大家！ 35 參考文獻(xiàn) [1]馮凱 .董世華，智能家居的由來(lái)及其發(fā)展趨勢(shì) [J1]，中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2021 [2]黃智偉 , 王兵 , 朱衛(wèi)華 . ARM 微控制器應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021. 12 [3]王佳 . 基于 STM32 的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) [D]. 長(zhǎng)安大學(xué) :王佳 , 2021. 3145 阮奇楨 . 我和 LabVIEW[M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021. [4]康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 5. 北京 :高等教育出版社 , 2021. [5]邱關(guān)源，羅先覺(jué) . 電路 [M].北京：高等教育出版社， 2021. [6]徐光憲 , 趙常松 . ARM 嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用教程 [M]. 北京 :航空航天大學(xué)出版社 , 2021. [7]劉平 . 深入淺出玩轉(zhuǎn) 51 單片機(jī) [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021. 36 附錄 附錄 1 智能家居控制系統(tǒng)原理圖： 37 38 39 40 附錄 2 智能家居控制系統(tǒng) PCB圖： 21212121212 1212121212121212121212 1122 121211 2121212212223242526272829303132333435363738394020191817161514131211109876543211 23 4876554321432121 3412341212