【正文】 2 軟件設(shè)計思路 ......................................................................................12 軟件設(shè)計流程圖 ..................................................................................13 主程序流程圖 .............................................................................13 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動流程圖 ...................................................................14 軟件調(diào)試 ..............................................................................................14 KEIL 軟件的組成介紹 ................................................................14 KEIL 開發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)軟件流程 .................................................15 5. 系統(tǒng)硬件電路調(diào)試及結(jié)果分析 .............................................................. 20 系統(tǒng)硬件電路搭建 ..............................................................................20 系統(tǒng)硬件電路調(diào)試 ..............................................................................20 系統(tǒng)硬件電路測試結(jié)果 ......................................................................21 6. 總結(jié)與展望 ............................................................................................... 24 總結(jié) ......................................................................................................24 展望 ......................................................................................................24 致謝 ................................................................................................................. 25 參考 文獻(xiàn) ........................................................................................................ 26 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 附錄 A 英文文獻(xiàn)原文 ................................................................................. 27 附錄 B 英文文獻(xiàn)譯文 .................................................................................. 33 附錄 C 系統(tǒng)源程序 .................................................................................... 37 附錄 D Proteus 仿真 圖 ................................................................................ 51 附錄 E 系統(tǒng)整體原理圖 .............................................................................. 52 附錄 F 元器件清單 ...................................................................................... 54 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 共 54 頁 物聯(lián)網(wǎng)，即 “The Inter of Things”，簡稱 IOT。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò) [1]。狹義物聯(lián)網(wǎng)即 聯(lián)物 ，基于物與物間通信，實現(xiàn) 萬物網(wǎng)絡(luò)化 。 物聯(lián)網(wǎng)具有以下的基本特征 [2]： （ 1）全面感知： 通過射頻識別、傳感器、二維碼、 GPS衛(wèi)星定位等相對成熟技術(shù)感知、采集、測量物體信息； （ 2）可 靠傳輸： 通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、短距無線網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等信息網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)物體信息的分發(fā)和共享； （ 3）智能處理： 通過分析和處理采集到的物體信息，針對具體應(yīng)用提出新的服務(wù)模式，實現(xiàn)決策和控制智能。 托盤是供應(yīng)鏈中最基礎(chǔ)也是最主要的貨物單元，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、倉儲、物流、零售等各個供應(yīng)鏈 環(huán)節(jié)。智能交通系統(tǒng)的底層信息采集之后需要進(jìn)行綜合處理以提供給智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用層使用 [3]。 感 就是數(shù)據(jù)采集和信息獲得，比如連續(xù)監(jiān)測高血壓患者的人體特征參數(shù)、周邊環(huán)境信息、感知設(shè)備和人員情況等 [4]。 （ 4）安全管理 ： 隨著識別技術(shù)的發(fā)展，人們對智能化系統(tǒng)的要求在不斷的提高。只要身上帶卡就可以實現(xiàn)免掏卡自動識別、自動開門 [4]，把卡放車上可以自動開啟道閘。 （ 5）環(huán)境保護(hù) ： 物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合能夠?qū)崿F(xiàn)對生活環(huán)境中各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實時監(jiān)控。 現(xiàn)代的物聯(lián)網(wǎng)智能化離不開運(yùn)算和控制單元，本系統(tǒng)采用 89C52作為主控器件，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過程中，應(yīng)不斷調(diào)整軟、硬件，協(xié)調(diào)地進(jìn)行軟、硬件設(shè)計，以提高工作效率，當(dāng)系統(tǒng)硬件和軟件緊密配合、協(xié)調(diào)一致，就可以組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)。 物聯(lián)網(wǎng)智能家居的控制設(shè)計和應(yīng)用，可以說主要采用的途徑就是通過互聯(lián)網(wǎng)的方式，來對其進(jìn)行連接，通過互相連接的形式，讓一些家庭通信設(shè)備以及日常的電器設(shè)備進(jìn)行自動的控制與管理，形成一種在家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通過一個系統(tǒng)的形式，來對其進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制。 在物聯(lián)網(wǎng)智能家居環(huán)境中，無論 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 54 頁 你是否在家都可以利用遠(yuǎn)程設(shè)備來對家中的電器，如對窗簾輕松做出相關(guān)的控制。如果是天氣變冷（變暖）了，低于 /高于設(shè)置的溫度范圍，則可以通過手機(jī)遠(yuǎn)程控制來實現(xiàn)窗簾的關(guān)（開）?？偠灾?，窗簾系統(tǒng)控制是智能家居的一小部分，而智能家居是一個 多功能、綜合性的系統(tǒng)，在未來的生活中將得到更廣泛的應(yīng)用。 單片機(jī)的種類較多，各種型號的 MCU都有其一定的適用范圍，因此在選用時要加以比較，合理選擇，以獲得最佳的可靠性以及性價比。在開發(fā) 的過程中單片機(jī)還受到：編程器、開發(fā)工具、開發(fā)成本、技術(shù)支持和服務(wù)等因素影響。在單片機(jī)的外圍電路外接液晶顯示屏，外接顯示屏用于顯示作用。 微控制器模塊作為系統(tǒng)的核心模塊，主要完成檢測過零信號、發(fā)出驅(qū)動信號、檢測案件信號與ZigBee 智能網(wǎng)管通信等工作。如果檢測到 該類信號，將控制可控硅的導(dǎo)通，窗簾電機(jī)開關(guān)動作。 單片機(jī)可擴(kuò)展性強(qiáng)，體積小，實用性強(qiáng)，功能齊全，而且設(shè)計起來比較簡單，就具備可用實驗室的條件，硬件比較容易實現(xiàn)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 共 54 頁 3. 硬件電路的設(shè)計 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路和晶振電路組成，電路圖設(shè)計如圖 。 STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出 的一種高性能 CMOS8位 、 低功耗 的 微控制器，具有 8K在系統(tǒng) 實時 可編程 Flash存儲器 [5]。在單芯片上， 具有靈活 的 8位 CPU和在系統(tǒng) 實時 可編程 Flash，使得STC89C52能夠給各類 嵌入式控制系統(tǒng)提供 穩(wěn)定 有效 、 高靈活 性 的 完整 方案。 而且 STC89C52RC最低 可降至 0Hz進(jìn)行 靜態(tài)邏輯操作，可 自由 選擇節(jié)電 方式，且 支持 2種軟件 控制的掉電模式 。 在 掉電保護(hù) 模式 下， 將 振蕩器 震蕩脈沖屏蔽 ， 把 RAM中的內(nèi)容保存 ， 整個單片機(jī)停止工作 ， 一直等到下一次 硬件復(fù)位或中斷 到來 。 指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051單片機(jī)， 12時鐘 /機(jī)器周期和 6時鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇。其中復(fù)位電路為上圖 9 管腳所連接的電路，該電路具有兩種復(fù)位方式，分別是上電復(fù)位和手動按 K1 鍵復(fù)位， 10uF 的瓷片電容在接通時充電并導(dǎo)通，在充電后斷開， 470 電阻防止上電時發(fā)生短路的現(xiàn)象。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 54 頁 溫度采集電路 設(shè)計 溫度采集電路由 DS18B20 溫度傳感器組成，電路圖設(shè)計如圖 。與其它溫度傳感器相比， 超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng) [7]，使得 DS18B20 更受歡迎。其中 VDD 接電源， GND接地，另一根 DQ 線是數(shù)字下行輸入輸出腳。當(dāng)為寄生電源供電模式時， VDD 引腳和 GND 引腳相連，通過數(shù)據(jù)線對其供電。DQ 外接 10k 的上拉電阻，并與 STC89C52 的 端口相連。 其具有以下技術(shù)特性： （ 1）采用獨特的 1Wire[7]（單總線）技術(shù)。 （ 2）具有多點測溫能力。 （ 3）采用 COMS 技術(shù)，耗電量低，體積小。 （ 5）測量精度可以根據(jù)實際需要 自行設(shè)定。 （ 6）具有非易失性溫度上下線 [8]（ TH， TL）。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 54 頁 光強(qiáng)采集電路設(shè)計 光強(qiáng)采集電路由 LDR 光敏電阻和 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片組成，電路圖設(shè)計如圖 ?；瑒幼冏杵鞯淖饔檬钦{(diào)節(jié)電流，通過改變電離子的多少，使光敏電阻得阻值發(fā)生變化共同達(dá)到光強(qiáng)控制窗簾系統(tǒng)的目的。光敏電阻的阻值隨著照明的亮度而改變，在暗處時，其阻值變高，可以升到1MΩ或者更高。在明亮的光線下，電阻值有可能降到 100Ω以下。但在人為地加溫、光照及加負(fù)載情況下，經(jīng)一至二周的老化，性能可達(dá) 穩(wěn)定。 光敏電阻的工作原理 :在黑暗的環(huán)境下，它的阻值很高；當(dāng)受到光照并且光輻射能量足夠大時，光導(dǎo)材料禁帶中的電子受到能量大于其禁帶寬度Δ Eg 的光子激發(fā)，由價帶越過禁帶而躍遷到導(dǎo)帶，使其導(dǎo)帶的電子和價帶的空穴增加，電阻率變小。為實現(xiàn)能級的躍遷，入射光的能量必須大于光導(dǎo)體材料的禁帶寬度 Eg，即 )( eVEghchv ??? ?? (31) 式中 ν 和 λ— 入射光的頻率和波長。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨 率可達(dá) 256 級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32us,據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)效驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性強(qiáng)。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。 （ 2） CH0：模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 （ 4） GND：芯片參考 0 電位，接地。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 54 頁