【正文】 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 46 參考文獻(xiàn) [1] 何立民 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京：航天航空大學(xué)出版社 .2021年 . [2] 李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021 年 . [3] 何希才 .新型實(shí)用電子電路 400例 .電子工業(yè)出版社 ,2021年 . [4] 趙負(fù)圖 .傳感器集成電路手冊 ,第一版 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021年 . [5] 楊邦文 .新型實(shí)用電路制作 200例 .北京：人民郵電出版社， 1998年 . [6] 鄒其洪 .電工電子試驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真 .北京：電子工業(yè)出版社 .2021年 . 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 47 。在此十分感謝陸老師的細(xì)心指導(dǎo)，才能讓我順利完成畢業(yè)論文。在論文提綱制定時(shí)，我的思路不是很清晰，經(jīng)過老師的幫忙，讓我具體寫作時(shí)思路頓時(shí)清晰。山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 45 謝 辭 首先，也是最主要感謝的是我的指導(dǎo)老師， ***老師。所以這部分在答辯前沒有實(shí)現(xiàn)，但答辯后，我會(huì)繼續(xù)用空閑時(shí)間去一步步完成、完善設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)中有一些不足，首先是沒有做 PCB 板，所以最后只能只是在開發(fā)板上調(diào)試、演示。 Web 的后臺(tái)程序可以放在租用的服務(wù)器上，這樣連接好以后就可以通過網(wǎng)頁上的按鈕 輕松 遠(yuǎn)程控制家中的電器了 。當(dāng)然如有特殊需要可以變動(dòng)情景模式中的電器以及其狀態(tài)。手動(dòng)模式是指當(dāng)用戶需要特殊開關(guān)某種電器時(shí)，先要切換到手模式，再通過鍵盤、遙控器開光某些電器。睡眠模式下將會(huì)關(guān)閉掉家中其它電器，對應(yīng)的臥室燈的亮度將會(huì)逐漸變暗。 控制終端 1 電器1 控制終端 2 電器2 控制核 心（單片機(jī)） 服務(wù)器 網(wǎng)口 圖 27 布控簡圖 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 42 情景模式、手動(dòng)模式與自動(dòng)模式是同一級(jí)的，只有在情景模式下其它一些的模式如起夜模式、會(huì)客模式才會(huì)啟用，在情景模式中，離開模式是在用戶離開后除了門禁是開著其他所有的電器包括接線板都是關(guān)閉狀態(tài)，起夜模式是指當(dāng)夜間需要使用衛(wèi)生間時(shí)候，觸發(fā)該模式，臥室、走廊到 衛(wèi)生間的燈都會(huì)被打開。 控制模式 在控制模式上除了以往常見的自動(dòng)與手動(dòng)模式，在環(huán)境實(shí)例的設(shè)計(jì)中還參考了手機(jī)中 的情景模式，情景模式功能是為了方便用戶控制，根據(jù)日常大多數(shù)人的生活習(xí)慣，在實(shí)例系統(tǒng)中的設(shè)置了一些情景模式，其中包括有離開、自由、控制、睡眠、會(huì)客、全開、起夜模式、自定義。 另外 傳感器與紅外接收頭 將會(huì)被獨(dú)立出來。這樣也縮短了電器電源線的布線長度，增加了系統(tǒng)的安全系數(shù)（如圖 27 所示）。 1 實(shí)例環(huán)境布置 所控電器 1 2 3 4 5 6 7 8 圖 26 實(shí)例 住宅平面圖 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 41 在本實(shí)例中，所要控制的電器有 8 個(gè)，如圖 所示 1 號(hào)是主臥燈、 2號(hào)是客臥燈、 3 號(hào)是過道燈、 4 號(hào)是衛(wèi)生間燈、 5 號(hào)是客廳窗簾、 6 號(hào)是接線板、 7 號(hào)是空調(diào)、 8 號(hào)是門禁。 實(shí)例環(huán)境選擇 本次系統(tǒng)搭建選擇了一個(gè)普通型的兩室一廳住宅，如圖 26 所示。 客戶端訪問 在 IE 地址欄中 輸入 網(wǎng)絡(luò)版工程。 花生殼軟件 會(huì) 自動(dòng)把 MCGS 服務(wù)器的 外 網(wǎng) IP 與域名綁定 。 注冊“花生殼 2021”帳號(hào)， 得到一個(gè)域名。 對于 外網(wǎng) IP 地址是 動(dòng)態(tài) 的 ，需要進(jìn)行域名綁定 ，本文以 “花生殼 2021” 域名綁定軟件為例來說明。例如 MCGS 服務(wù)器端 的局域網(wǎng) IP 是， MCGS 工程 使用的 端口為 8000，則路由器的 “ 虛擬服務(wù)器 ” 設(shè)置如 圖 4： 圖 4 端口映射示意圖 設(shè)置完成后，可使用 MCGS 服務(wù)器端的外網(wǎng) IP 進(jìn)行外網(wǎng)訪問（有些路由器需要山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 39 重啟才可生效）。下面介紹各種常用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中 MCGS 服務(wù)器 的配置及客戶端訪問方法。 假設(shè) : MCGS 服務(wù)器 端的 IP 地址 為 ，端口號(hào)為 8000。 2）修改工程端口：工作臺(tái) ?主控窗口 ?系統(tǒng)屬性 ?HTTP 參數(shù)，在屬性設(shè)置界面中修改端口號(hào)。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 35 然后點(diǎn)擊 設(shè)備檢測查看是否有錯(cuò)誤的地方以修改，當(dāng)所有的都正確，點(diǎn)擊進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，調(diào)試檢測各項(xiàng) 。 模擬調(diào)試軟件 模擬設(shè)備，這個(gè)設(shè)備是提供一個(gè)模擬的信號(hào)源，供工程人員來調(diào)試的 。如果動(dòng)作和液位顯示結(jié)果都正確，表明設(shè)備連接成功。 ，接通壓力邊送器等對象的電源，進(jìn)入“設(shè)備調(diào)試”頁。注意工程最大值應(yīng)設(shè)為 9。這樣設(shè)置的含義是： 0 通道即液位 1 通道 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果為 0 時(shí)，對應(yīng)液位為 0m；為 5 時(shí)對應(yīng)液位為 12m。 圖 數(shù)據(jù)處理窗口 圖 數(shù)據(jù)處理方式選擇窗口 “ ⑤ 工程轉(zhuǎn)換”，彈出“工程量轉(zhuǎn)換”窗口，如圖 所示。單擊“確定”按鈕。選 +5 的含義是：輸入電壓為 5（最?。r(shí)，對應(yīng) A/D 轉(zhuǎn)換值為 5；輸入電壓為 +5（最大）時(shí)對應(yīng) A/D 轉(zhuǎn)換值為 5。本系統(tǒng)壓力變送器輸出 0~5v，所以選 +5V。其中 “ I/O 基地址 [16 進(jìn)制 ]”：與板卡上地址跳線開關(guān)的設(shè)置有關(guān)，出廠設(shè)置為300H。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 32 （ 2）設(shè)備屬性設(shè)置步驟 “設(shè)備窗口”的“設(shè)備 0[研祥 PCL818L]”，進(jìn)入“設(shè)備屬性設(shè)置”窗口，如圖 所示。 “設(shè)備工具箱”列表中雙擊“研祥 PCL818L”，設(shè)備被添加到左側(cè)設(shè)備組態(tài)窗口中，出現(xiàn)“設(shè)備 0[研祥 PCL818L]”。 “ PCL818L”。 “可選設(shè)備”列表中，雙擊“板卡”，彈出板卡列表。 “工具箱”圖標(biāo)，彈出“設(shè)備工具箱”窗口。 設(shè)備與變量連接 （ 1）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序安裝步驟： “設(shè)備窗口”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“設(shè)備窗口頁”。 并且設(shè)置 EXCEL 表格格式。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 31 （ 2） EXCEL輸出，本次設(shè)計(jì)中設(shè)置為每 5分鐘將當(dāng)前數(shù)據(jù)輸出到 EXCEL中。 MCGS 啟動(dòng)退出策略 （ 1） 空調(diào)機(jī)組啟動(dòng)順序控制：新風(fēng)風(fēng)閥，回風(fēng)風(fēng)閥開啟→送風(fēng)機(jī)→冷熱水調(diào)節(jié)閥開啟→加濕閥開啟。 然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 30 編輯 。 設(shè)置冬季夏季兩種模式，和房間設(shè)定溫濕度，以及風(fēng)機(jī)啟停， 再進(jìn)行程 序的編輯 。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 29 （ 7） 編寫初始參數(shù)窗口， 點(diǎn)擊 MCGS 用戶 菜單，選擇 新建窗口然后點(diǎn)擊窗口屬性進(jìn)行編輯 。 然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯 。并且設(shè)置水閥開度，這里進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的對比以調(diào)節(jié)水閥的開度。 然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯 。 編輯壓差數(shù)據(jù)窗口，同時(shí)設(shè)置過濾器和風(fēng)機(jī)故障顯示，當(dāng)壓差不正常時(shí)過濾器和風(fēng)機(jī)故障顯示。 然后再雙擊新建的新風(fēng)溫濕度窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯， 完成上面步驟后， 其中的內(nèi)容按鈕關(guān)聯(lián)到新風(fēng)數(shù)據(jù)歷史曲線，新風(fēng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線，新風(fēng)數(shù)據(jù)存盤數(shù)據(jù) 。然后再雙擊新建的主窗口進(jìn)行內(nèi)容編輯，即編輯我們本次所用的的空調(diào)機(jī)組，將各裝置擺放好，其裝置將關(guān)聯(lián)某些窗口，我們在下面將繼續(xù)編寫，這里只是編寫框架。 方便的升級(jí)： MCGS 嵌入版、通用版、網(wǎng)絡(luò)版可以無縫連接，節(jié)省大量的開發(fā)和調(diào)試時(shí)間 方便的使用： MCGS 網(wǎng)絡(luò)版服務(wù)器不要安裝其他任何輔助軟件，客戶操作起來得心應(yīng)手 簡單的操作：客戶端只需要使用標(biāo)準(zhǔn)的 IE 瀏覽器 就可以實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器的瀏覽和控制 本次設(shè)計(jì)應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)版 ，它具有以下特點(diǎn)： 圖 10 繼電器模塊 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 21 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊 因?yàn)?RS232 串口通信的距離就只有 15M， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足智能家居的布線、組網(wǎng)要求，考慮到成本與技術(shù)問題，本設(shè)計(jì)中選用了一款 RS232 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng) 模塊 ，將單片機(jī)中的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給網(wǎng)頁后臺(tái)程序 。 SDA:I2C BUS 數(shù)據(jù)輸入 /輸出。 OSC: 振蕩器輸入 /輸出。 VREF：參考電壓輸入。 A0A2：硬件設(shè)備地址。其引腳定義如下： AIN0~AIN3：模擬輸入（ A/D 轉(zhuǎn)換）。 圖 8 LCD模塊 圖 9 鍵盤模塊 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 20 AD 模塊 因?yàn)?STC89C52 芯片沒有 AD 轉(zhuǎn)換模塊，故而采用 PCF8591T 芯片來實(shí)現(xiàn)AD 與 DA 轉(zhuǎn)換功能的，它有 4 路模擬輸入， 1 路模擬輸出，一個(gè) I2CBUS 接口， 3 個(gè)給硬件地址編程的腳。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院 19 鍵盤模塊 鍵盤采用 4*3 矩陣鍵盤 ,鍵值讀取方法采用掃描法， 端口使用 P1 口， 其中 ~ 做行線， ~ 做列線，在對行 、 列掃描之前，先會(huì)掃描整個(gè) P1 口，當(dāng)讀到有鍵按下才，會(huì)去具體掃描行與列。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存 器。 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極 。 1602LCD 的特性 n+5V 電壓，對比度可調(diào) n 內(nèi)含復(fù)位電路 n 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 n 有 80