【正文】 include defiime_length 10000//us defineinf_length 5//s defiemp_max 40//度 defineL1602_DB P0 sbit L1602_RS=P2^7。 （ 2）在原來的設(shè)計(jì)上加入遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)（ GSM），是整個(gè)設(shè)計(jì)更加體現(xiàn)智能化家具的價(jià)值。本課題所設(shè)計(jì)的智能家居控制系統(tǒng)可以用來檢測(cè)非法進(jìn)入、溫度值、光線強(qiáng)度以及密碼認(rèn)證。為了防止人員的非法進(jìn)入紅外參數(shù)也是一個(gè)比較重要的參數(shù)，為了能夠控制室內(nèi)的光線強(qiáng)度，對(duì)光線強(qiáng)度的檢測(cè)和對(duì)窗簾電機(jī)的控制也是必不可少的。 展望，家居環(huán)境的實(shí)際情況比較復(fù)雜，需要測(cè)量的參數(shù)一般都比較多，本設(shè)計(jì)主要采集了溫度參數(shù)，紅外參數(shù)以及光線強(qiáng)度參數(shù)等。 （ 5）單片機(jī)及接口電路的設(shè)計(jì)使 I/O 接口線利用率高。 （ 3）實(shí)時(shí)采集溫度值，將室內(nèi)的溫度值實(shí)時(shí)的顯示出來。 用本文設(shè)計(jì)的智能家居控制系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： （ 1） 通過矩陣鍵盤輸入密碼，當(dāng)密碼正確電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。傳感器的工作指標(biāo)與 運(yùn)行性能是能否圓滿完成檢測(cè)和控制的重要環(huán)節(jié)，如果沒有對(duì)原始物理量精確可靠的反應(yīng)，那么就無法進(jìn)行最佳檢測(cè)和控制。后送 E1 調(diào)試結(jié)果展示 設(shè)計(jì)中的要求基本完成，如下圖 41 和 42 所示： （ 1） 開機(jī)畫面，需輸入正確密碼 （ 2） 密碼正確后，會(huì)顯示當(dāng)前室內(nèi)溫度 （ 3）紅外，光敏，步進(jìn)電機(jī)都能實(shí)現(xiàn)且運(yùn)行良好 17 圖 43 開機(jī)畫面 圖 44 溫度及其他顯示畫面 18 5 結(jié)論及展望 智能家居控制系統(tǒng)的核心任務(wù)是數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算和處理，對(duì)于實(shí)際物理量的采集必須要有傳感器。 WDTRST = 0X1E 。 如下圖 34所示 : 16 圖 42 Keil程序的調(diào)試 軟件抗干擾措施 當(dāng)單片機(jī)受到干擾，不再按照一定的規(guī)律執(zhí)行，被改變了的程序指針（ PC）的值后，使程序而跑飛到其它非程序區(qū)，此后它不僅執(zhí)行了一系列毫無意義的指令，而且還可能破壞數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容，造成難以預(yù)料的后果。而這樣的調(diào)試可以選用 KEIL ΜVISION開發(fā)環(huán)境來進(jìn)行調(diào)試，既方便又快捷。等調(diào)試全部完成后，為了調(diào)試效果應(yīng)反復(fù)運(yùn)行多次，其中如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)部分程序作了適當(dāng)修正后系統(tǒng)才能夠正常運(yùn)行 。 主程序的調(diào)試 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用的模塊較多所 以系統(tǒng)采用了實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)，實(shí)行逐個(gè)分任務(wù)進(jìn)行調(diào)試。 （ 8）在項(xiàng)目設(shè)置中，可以編譯、鏈接，選擇菜單項(xiàng)目 建立目標(biāo)，連接到單一的工程項(xiàng)目，生成代碼。 （ 5） 編程完畢 之后 ，開始建立一個(gè)源程序文本： （ 6）找一個(gè)空白的文檔開始寫入源程 序 。 （ 4） 彈出一個(gè)對(duì)話框 后 ， 就可以根據(jù)設(shè)計(jì)中所需要的單片機(jī)。 （ 2） 點(diǎn)擊 “PROJECT NEW UVISION PROJECT” 新建一個(gè)系統(tǒng)工程。 程序的工程建立 （ 1）先建立一個(gè)名為“ hyx”的空文件夾，把工程文件放到里面，防止和其它文件相混。編譯程序也能幫助用戶檢查錯(cuò)誤，提示 用戶修改錯(cuò)誤，直至程序無誤。它內(nèi)部集成了文件編輯、項(xiàng)目管理、編譯鏈接和仿真調(diào)試等多種功能。 WIN9NT、 WIN202 WINXP等操作系統(tǒng)都可以有效的運(yùn)行 KEIL軟件進(jìn)行編程。 KEIL ΜVISION 可以方便的使用并且利用其強(qiáng)大的仿真功能進(jìn)行軟硬件的調(diào)試工作 ?，F(xiàn)將主要方面闡述如下。當(dāng)然，單片機(jī)的基本時(shí)鐘和引腳設(shè)置必不可少。程序流程圖如圖 311所示。 因?yàn)樗O(jiān)測(cè)的傳感器主要是溫度傳感器和紅外傳感器，任何一個(gè)傳感器如果達(dá)到報(bào)警條件，都可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。光線檢測(cè)與步進(jìn)電機(jī)控制子程序的流程圖如圖 310所示。通過讀取 ADC0832的值，并與上一個(gè)讀取的值相比較，來判斷光線是變暗了還是變亮了。 選用獨(dú)立的芯片使能輸入 ， 通過數(shù)據(jù)輸入，我們可以很容易地實(shí)現(xiàn)信道選擇功能。 因其內(nèi)部參考電壓的復(fù)用與電源的輸入，使得芯片的模擬電壓輸入保持在 0~5V之間 ，達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài) 。定時(shí)器中斷流程圖如圖 39所示。沒當(dāng)中斷到來讀取紅外的端口，當(dāng)紅外有輸出時(shí)，打開內(nèi)部計(jì)數(shù)器來記錄紅外被遮擋的時(shí)間。而紅外的數(shù)據(jù)什么時(shí)候到來是不確定的，為了平衡二者的關(guān)系。 DS18B20控制程序的流程圖如圖 37所示。共享 4 個(gè)函數(shù) 來完成。 讀取和寫入數(shù)據(jù)的過程中無法被中斷，所以在DS18B20的讀寫的情況下關(guān)閉中斷。 DS18B20是一線式的器件，數(shù)據(jù)的讀寫都通過一個(gè)數(shù)據(jù)端口來完成。 例如 ,對(duì)應(yīng)于 25℃的數(shù)據(jù)格式為 : MSB LSB 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 (符號(hào)位 “”) (溫度值 “ ”) 11001110的補(bǔ)碼 00110010，即，被測(cè)溫度值為： T=(1 25 +1 24 +1 2) ℃ =25℃ 表 31 9位 DS18B20 溫度與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，要循環(huán)的對(duì)溫度數(shù)據(jù)采集、顯示和判定。由于測(cè)量精度為 9位，所以當(dāng)測(cè)得溫度為正數(shù)時(shí)，實(shí)際溫度值為數(shù)據(jù)值乘以 。此外該元件上電后默認(rèn)精度為 9 位，在寫完讀取溫度指令后，會(huì)在該器件內(nèi)部的兩個(gè) 8位的 RAM中獲取有效數(shù)據(jù)。由于該元件遵循單總線協(xié)議，即只要使用一個(gè)引腳就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，所以它對(duì)讀 /寫操作的時(shí)序要求比較嚴(yán)格。該元件具有體積小，外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 圖 33 1602 讀操作時(shí)序 (2) LCD1602的寫操作時(shí)序如圖 36所示 圖 34 1602 寫操作 時(shí)序 9 溫度數(shù)據(jù)讀取程序 溫度檢測(cè)模塊本設(shè)計(jì)選用了 DS18B20元件。在系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，顯示當(dāng)前的溫度值和紅外值。 Y N 初始化 設(shè)置定時(shí)器 0 打開定時(shí)器中斷 讀取密碼值 讀取溫度值 報(bào)警 顯示密碼錯(cuò)誤 顯示溫度值 讀取光線強(qiáng)度 主程序 密碼是否正確 紅外值是否大于閥值 Y N 8 顯示子程序 LCD1602典型應(yīng)用和本設(shè)計(jì)一致，可以參看原理圖。由于項(xiàng)目文件并不太大，所以用五個(gè)頭文件的形式將一些必要的時(shí)鐘設(shè)置、宏定義和一些簡(jiǎn)單的驅(qū) 動(dòng)程序包含在主函數(shù)中，這樣，既可以實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)的模塊化，又不影響程序編譯的效率。 主程序的流程圖如圖 32所示。 主程序的功能是完成開機(jī)界面和對(duì)單片機(jī)所進(jìn)行的初始化，初始化就是設(shè)置各個(gè)變量的初始值、進(jìn)行相關(guān)的中斷設(shè)置等。 為了方便編程，使程序完成后條理清晰，就必須對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間進(jìn)行規(guī)劃。整個(gè)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)框圖如圖 31所示。將檢測(cè)的值顯示到液晶屏上。直到密碼輸入正確為止。當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)和定義的密碼一致時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入到 正常工作狀態(tài)。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 9 N o v 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \ 新建文件夾 1 \ M y D e s i g n . d d bD r a w n B y :4 7 0 R2k9 0 1 4V C CS TC 8 9 C 5 2P 3 . 3 圖 25 聲光報(bào)警電路 6 3 智能家居控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖 家居智能控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為 2個(gè)工作狀態(tài)：等待密碼輸入狀態(tài)和正常工作狀態(tài)。本設(shè)計(jì)的報(bào)警電路包括燈光報(bào)警和蜂鳴器報(bào)警兩種方式。 5 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 19 N ov 2022 S he e t o f F i l e : F : \ B us i ne s s \產(chǎn)品 \智能家居控制系統(tǒng) \ M yD e s i r a w n B y:VSS1VDD2VO3RS4R/W5E6D714BL_VCC15BL_GND16D07D18D29D310D411D512D613L C D 1 6 0 2U3L C D 160 21 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9R P 11KR110KV C CGNDS1 1 S22S33S4 4 S55S66S7 7 S88S99S 11 BS S 100S 12ENP P P P P P P P P P P P P P P P P P S T C 8 9 C 5 2 圖 24 矩陣鍵盤及顯示電路 聲光報(bào)警電路介紹 當(dāng)達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，要有報(bào)警信號(hào)發(fā)出。 在正常工作狀態(tài)下， LCD 顯示實(shí)時(shí)的溫度值和紅外值。 R4~R7是串聯(lián)限流電阻。 步進(jìn)電機(jī)的電路圖如圖 23 所示。光敏電阻控制電路部分的原理圖如圖 22。從圖上可以看出，光敏電阻 R9 與電阻 R8 構(gòu)成分壓電路。 而如果是由 IN+與 IN輸 入的 4 輸入時(shí)， 可以 將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)， 使其上下浮動(dòng)。因?yàn)?ADC0832有兩個(gè)通道，本設(shè)計(jì)中只需要對(duì)分壓值進(jìn)行判斷，所以選用其中一路就可以了。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 19 N ov 2022 S he e t o f F i l e : F : \ B us i ne s s \產(chǎn)品 \智能家居控制系統(tǒng) \ M yD e s i r a w n B y:光 敏 電 阻A /D 轉(zhuǎn)換器紅外傳感器溫度傳感器V C C步 進(jìn) 電 機(jī)報(bào) 警 電 路矩 陣 鍵 盤L C D 1 6 0 28 9 C 5 2 圖 21 智能控制系統(tǒng)總體原理框圖 系統(tǒng)各個(gè)模塊介紹 系統(tǒng)中 ADC0832 的介紹 經(jīng)過 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換之后，單片機(jī)讀的數(shù)據(jù)就是光敏電阻上的分壓值。通過密碼驗(yàn)證避免非法啟用設(shè)備，通過紅外檢測(cè)可以避免人員非法進(jìn)入。 家居室內(nèi)溫度和光線強(qiáng)度是舒適度的一個(gè)重要指標(biāo)，本系統(tǒng)中對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示，對(duì)光線值實(shí)時(shí)檢測(cè)并通過步進(jìn)電機(jī)來控制窗簾自動(dòng)調(diào)整室內(nèi)的光線強(qiáng)度。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分利用了已軟件代替有關(guān)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)的原理。 第五章是結(jié)論部分，總結(jié)了本設(shè)計(jì)的成果意義，并對(duì)本課題的相關(guān)展望。 第三章家居智能控制系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)主程序與子程序的流程圖的設(shè)計(jì) 進(jìn)行分析論述。 本文個(gè)章節(jié)安排如下： 第一章 緒論 ，主要分析課題提出的背景意義，及智能家居系統(tǒng)的發(fā)展概況。為了滿足密碼功能，用液晶屏 LCD1602和矩陣鍵盤來完成密碼驗(yàn)證功能。本文 通過對(duì) 光線的檢測(cè)是 采用光敏電阻與模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC0832相結(jié)合的方案 。溫度數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)中選用 DS18B20這一典型的溫度傳感器。設(shè)計(jì)中采用模塊化設(shè)計(jì)原則，利用多種集成傳感器芯片，將硬件模塊和軟件系統(tǒng)相組合，初步設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的智能控 制系統(tǒng)，并可以完成簡(jiǎn)單的防盜報(bào)警、溫度顯示、自動(dòng)控制等功能。 很難再預(yù)測(cè)在 2022年的時(shí)候，全球化的智能家居技術(shù)將達(dá)到怎樣的地步，但是可以清楚家居智能化正在走進(jìn)千家萬(wàn)戶。 自 2022年奧運(yùn)會(huì)開始，我國(guó)的智能化家居技術(shù)已經(jīng)在整個(gè)家具市場(chǎng)上占有很大的比 重，而國(guó)外的智能化技術(shù)由于不適應(yīng)中國(guó)認(rèn)得生活方式所以占到的比例反而小了許多。在隨后的兩年里，我國(guó)的智能家居技術(shù)與歐美國(guó)家相比差距并不大，只是國(guó)外的相關(guān)技術(shù)的種類非常多，這是我們國(guó)家所不能比的。這些問題在國(guó)外往往需要更長(zhǎng)的時(shí)間來完成。 智能家居控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 我國(guó)的智能家居技術(shù)共歷經(jīng)了概念、研發(fā)、實(shí)驗(yàn)、推廣以及普及四個(gè)大階段，大概時(shí)間是從 2022年的概念年到 2022年普及年之間的 7年左右的時(shí)