【正文】 運行在手持終端的圖形用戶界面。它在日常家庭生活中是非常有用的，當我們在晚上從一個房間移動到另一個房間。這是一個全自動過程并預定義的例程。當PIR傳感器模塊檢測人體的存在時，將向上面的基站立即發(fā)送狀態(tài)的變化信息。PIR傳感器模塊被放置在桌子的邊緣，來監(jiān)控任何通過走廊的人。 為了測試無線電源插座模塊的功能，一個主動的照明實驗已經(jīng)制定并在測試平臺上進行。該圖形用戶界面顯示每個電源插座和PIR傳感器模塊的實時狀態(tài)。因此，我們可以在它上面更友好的實現(xiàn)用戶交互。我們設計了掌上電腦和智能手機上的GUI來分別滿足各種終端用戶的需要。用戶可以方便地使用這些移動終端來控制家庭網(wǎng)絡里的每一個設備。手持式裝置，如掌上電腦和智能手機，可以用作便攜式用戶終端來控制家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)。如圖5所示，測試平臺包括一個電源插座模塊，熱電紅外線傳感器模塊，基站，手持式終端，以及一些一般使用交流電源的家電。圖5 演示實驗的測試平臺設置。圖3 無線電源插座模塊的原型。該命令消息將被進一步分析，以獲得特定的操作命令。當一個消息被接收時，電源插座模塊首先通過分析數(shù)據(jù)包報頭判斷，它到底是命令消息還是路由信息。路由信息也將定期在整個網(wǎng)絡中廣播告訴其他父節(jié)點的信息。電源插座模塊根據(jù)它們之間的通信能源成本從附近信息表中選擇一個節(jié)點，作為它的父級。它首先需要在其上電后搜索附近其他工作節(jié)點。有6個插口，其中每個單獨控制。所提出電源插座模塊的原型是如圖3所示。 GHz頻段并建立與其他的無線通信信道范圍內(nèi)的節(jié)點。它是由一個符合ZigBee標準的射頻收發(fā)器，主板和電源變壓器組成，所有這些都安裝在一個塑料殼中。它被設計作為一個執(zhí)行器節(jié)點來執(zhí)行遠程控制的功能。提出的電源插座系統(tǒng)的核心部件是無線電源插座模塊。該基站可以提供多個接口網(wǎng)狀網(wǎng)絡的本地用戶交互和遠程網(wǎng)絡管理。每個電源插座模塊被設計成執(zhí)行器節(jié)點添加到家庭自動化網(wǎng)絡中。如圖1所示，家庭自動化網(wǎng)絡的提出其實是一個實際應用的無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡。有了這些設備，你不再需要破壞原有的室內(nèi)裝飾來進行系統(tǒng)升級或維護。為了實現(xiàn)這些遠程控制功能，我們通常在一個新的房子施工過程中需要添加控制線，而且必須在室內(nèi)裝飾安裝之前完成。系統(tǒng)架構，設計的無線電力插座模塊和演示實驗將在第IIIV討論。所提出的電源插座模塊集成了一個ZigBee無線電到它的體系結(jié)構。而作為一個結(jié)果，它會阻止這種器件被廣泛部署在家庭環(huán)境中的。由于藍牙的限制協(xié)議，那種模塊將低效的形成大型的網(wǎng)狀網(wǎng)絡和雙向的數(shù)據(jù)通信。因此，把無線傳輸控制功能集成到電源插座是一個好主意。同時，由于成本和其他非技術原因，他也很難說服家電廠家集成這些模塊到他們的產(chǎn)品中。一些研究人員已經(jīng)提出了一種基于ZigBee的通用遙控器控制單元和一個ZigBee紅外轉(zhuǎn)換模塊用于控制多種傳統(tǒng)的消費類電子設備。當你不得不同時處理許多遠程控制網(wǎng)點時，是非常不方便來控制電源的。但應該指出的是，這些產(chǎn)品大多只能支持點對點的無線通信。通過無線傳送到所連接的插座來開關電開關控制家電，這不是一個新的想法。電源插座可能是在現(xiàn)代家居環(huán)境中最常用的電器設備。無線傳感器網(wǎng)絡，現(xiàn)在用在許多其他應用領域，包括環(huán)境監(jiān)測，醫(yī)療保健，家居自動化，交通控制。實際應用的無線傳感器網(wǎng)絡是一個很好的例子。當家里環(huán)境變得更智能，老人也可以住在自己的房子，以保持獨立和隱私，盡可能避免太早進入養(yǎng)老院。由于智能家居變得越來越受歡迎，人們需要更多的家庭自動化設備，以提升自己的生活空間和享受高科技的生活。它可以幫助我們在家庭環(huán)境中迅速的添加更多的智能化。一個用于驗證電源插座模塊基本功能的簡單的家庭化自動化網(wǎng)絡的測試平臺也已經(jīng)被建立。它充當作為家庭自動化網(wǎng)絡中的執(zhí)行節(jié)點來進行遠程控制。 第 30頁 共29頁附錄A 外文文獻及翻譯智能家居的無線電源插座系統(tǒng)宋光明，丁飛，張薇娟和宋愛國，電機及電子學工程師聯(lián)合會會員摘要本文提出的設計是一個關于家庭自動化網(wǎng)絡的無線可控的電源插座系統(tǒng)的實施。同時，這次設計業(yè)也離不開其他同學和老師的幫助，在硬件軟件設計方面給我提供了不少建議和幫助，讓我在設計過程中少走了不少彎路，更好得完成了設計。參考文獻[1][J].中國儀器儀表，2010，(10) [2][J].現(xiàn)代電子技術，2010,(12) [3][J].電工電氣，2010，(05) [4][J].電子設計應用，2009，(07) [5]溫鐵鈍 , 孫鍵國, 張?zhí)旌? 無線遙控智能插座的設計[J]. 測控技術 , 2003,(10) [6]方佩敏. 智能插座——DS1213B[J]. 今日電子 , 1996,(Z1) [7]王宏. 智能節(jié)電插座 省電就是省錢[J]. 現(xiàn)代營銷(創(chuàng)富信息版) , 2008,(07) [8]楊妤. 打破行業(yè)格局 紐曼自創(chuàng)“節(jié)電插座”[J]. 中國品牌與防偽 , 2007,(10) [9][J].生意通，2005，(10) [10]張運波，[M].北京:高等教育出版社,2004. [11][M].北京:高等教育出版社,2007. [12][J].企業(yè)技術開發(fā)，2010,(11) [13]張毅剛，彭喜元，[M]. 北京: 高等教育出版社, 2010. [14][M].北京:清華大學出版社，2005. [15][M].北京:北京大學出版社， [16] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors [17] Rhee of highperformance CMOS charge pumps inphaselocked loops. IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 1999致謝本次設計是在楊帆老師的細心指導和關懷下順利完成的。而在編程上，通過這次設計，我對C語言編程有了進一步的熟悉,鞏固了所學知識。同時也可以通過紅外遙控一鍵控制插座開關和設置固定模式定時。本次畢業(yè)設計基于單片機的定時插座到此就告一段落了，所設計的硬件和軟件都可以正常工作，各項設計均達到了設計任務的要求。另外，本次設計中所使用的紅外遙控器基本只能在同一室內(nèi)控制插座，如果采用無線電遙控器
等更加先進的遙控器的話，人們或許就可以在室內(nèi)的任何地方隨時控制家電的開關狀態(tài)了。因而，如果在設計時多加入幾路的插座控制，而且各路控制互不干擾，各司其職的話，用戶只需要將要定時控制的用電器具都插在定時插座上，通過各自的定時設置，就可以使各電器按照人們的習慣有規(guī)律地工作，很大程度上方便人們的日常生活。本次設計的定時插座雖然可以實現(xiàn)定時控制一路插座的功能，但是可定時的路數(shù)和定時組數(shù)仍然不夠。該定時插座可以控制一路220V/10A的插座，可以設置在一天24小時內(nèi)的兩組任意定時開關時間和6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置，控制繼電器稍的工作狀態(tài)。 小結(jié)通過一番努力，終于在此次設計中完成了預期設計任務。定時插座設置時間有時候需要快速定時，如果通過按鍵設置一定時間段的定時可能比較耗時，于是就加入了固定定時模式，可以在簡單的操作中設置一個小時內(nèi)的6組固定模式定時。在控制定時方面，開始只是讓系統(tǒng)可以通過獨立式按鍵設置一組定時開關時間，后面意識到可設置的定時組數(shù)太少，功能過于簡單，就再加入了一組定時設置，使系統(tǒng)可以通過獨立式按鍵設置兩組定時開關時間。因為所有的設置在獨立式按鍵處理上都要實現(xiàn)，使得按鍵處理程序必須有條不紊的編寫，先列好按鍵處理的大致流程，需要設置的的顯示菜單和各個按鍵按下后必須實現(xiàn)的菜單選項等。初步設計了顯示器需要顯示的顯示菜單。 軟件調(diào)試在軟件設計前，先把大致的程序流程理清，然后再分模塊調(diào)試，將各模塊部分的程序先調(diào)試可行后再整合到一起，編寫主程序。通過不斷地查找問題，然后一個一個解決，最終終于正常工作。 硬件調(diào)試開始時是從面包板上搭接硬件電路，一切順利，當用洞洞板焊接完成后，1602沒有顯示時間和溫度，檢查了很長時間才發(fā)現(xiàn)問題，因為使用排母，讓18b20插在上面，所以，在插的時候插反了。其中需要注意是一些設置：單片機設置： 單片機屬性設置圖其中是需要導入由KEIL軟件生成的*.hex文件，再是時鐘頻率為12MHZ。在這種情況下，單擊提示框中的“確定”按鈕，再單擊“Close”按鈕可以關閉加入文件對話框。這時工程管理窗口的文件選項卡中子目錄“Source Group 1”下出現(xiàn)一個C語言源文件。文件加入以后，加入文件對話框并不消失，更多的文件也可以利用它加入工程。在這個對話框的“查找范圍（I）”下拉列表框中選擇存儲C語言源文件的文件夾，在“文件類型（T）” 下拉列表框選擇“C Source file（*.a*；*.src）”，這時存儲的C語言源文件將顯示出來。選擇工程管理器窗口的子目“Source Group 1”，再單擊鼠標右鍵打開快捷菜單。在完成文件的第一次存儲以后，當對C語言源文件又進行了修改，再次存儲文件則應該選擇菜單“File→Save”、單擊對應的工具按鈕或者快捷鍵Ctrl +S 實現(xiàn)文件的保存。然后在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“File→Save As...”可以完成文件的第一次存儲。（2）編譯，調(diào)試系統(tǒng)程序Keil 單片機模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。建立新文件并增加到組。在使用keil編程的時候，問題主要出在編譯時，因為這次設計程序代碼比較長，所以在開始編譯時，會出錯，提示是因為代碼太長，開始不知道該怎么辦，最后通過百度后才知道是因為安裝的keil軟件沒有破解，破解后問題迎刃而解。 溫度采集子程序流程圖5．仿真與調(diào)試，keil用來編寫和調(diào)試程序，protues用來搭建原理圖并進行仿真。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)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序?；静僮鲿r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：開始初始化讀狀態(tài)寫命令讀數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)返回數(shù)據(jù)顯示 1602顯示流程圖 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)位有著嚴格的時序要求。最低位LSB 為邏輯0指定進行寫操作；邏輯1指定進行讀操作，命令字節(jié)總是從最低有效為LSB開始輸入。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)。： 寄存器地址和內(nèi)容寫寄存器讀寄存器Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0秒80H81HCH10秒秒分82H83H010分分小時84H85H12/24010A/P時時日86H87H0010日日月88H89H00010月月星期8AH8BH00000星期年8CH8DH10年年控制8EH8FHWP0000000，每一數(shù)據(jù)傳送由命令字節(jié)初始化。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，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。在開始8個時鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，另外的時鐘在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿串行輸入。： 主程序流程圖 DS1302計時程序的編寫DS1302串行時鐘芯片的主要組成部分：移位寄存器控制邏輯、振蕩器、實時時鐘以及RAM。由于定時設置是通過獨立式按鍵進行設置的，程序在按鍵掃描部分相對重要。 DS18B20的引腳圖本設計中用到的單片機是STC89C52，為了使編寫的程序更加簡單明了，采用C語言進行編程，用Keil軟件進行編譯，STC—ISP軟件進行下載。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導線，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線，但測量速度較快。0號存貯器用于存放溫度值的補碼，LSB(最低位)的“1℃。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。DSI820的測量范圍從一55℃到+125℃℃，可在1s(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字每一個DS1820包括一個唯一的64位長的序號，該序號值存放在DS1820內(nèi)部的ROM(只讀存貯器)中。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數(shù)字溫度計提供9位(二進制)溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。在本系統(tǒng)中，主要是用于控制插座的開關狀態(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到控制插座開關的目的。： LCD1602引腳定義引腳號引腳名電平輸入/輸出作用1Vss電源地2Vcc電源（+5V）3Vee對比調(diào)整電壓4RS0/1輸入0=輸入指令1=輸入數(shù)據(jù)5R/W0/1輸入0=向LCD寫入指令或數(shù)據(jù)1=從LCD讀取信息6E1,1→0輸入使能信號，1時讀取信息，1→0（下降沿）執(zhí)行命令7DB00/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線line0(最低位)8DB10/1輸入/輸出數(shù)據(jù)總線lin