【正文】 用電器控制系統(tǒng)是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、 智能家居系統(tǒng)設(shè)計方案安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。家用電器控制系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)的控制功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還將原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。使生活更加舒適、便利和安全。 家用電器控制系統(tǒng)發(fā)展將大大推動我國實現(xiàn)家庭信息化進(jìn)程，家用電器控制系統(tǒng)能夠為人們提供更加輕松、有序、高效的現(xiàn)代生活方式。 課題研究的目的及意義目前家用電器控制系統(tǒng)，性價比較低，難以推廣，僅在別墅與豪華酒店等高檔場所中才有。在設(shè)計本系統(tǒng)時，面對各種檢測對象和大量控制單元，需要利用各種接口標(biāo)準(zhǔn)和MCU 進(jìn)行連接，再經(jīng)過MCU(STC12C5A60S2)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實時測控。本系統(tǒng)完成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)其開發(fā)過程的總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試，根據(jù)開發(fā)的實際需要，相互協(xié)調(diào)、交叉，有機(jī)的進(jìn)行。 本系統(tǒng)，鑒于人性化與智能化的理念，該設(shè)計可使得人們在任何時刻，任意地點對家中的任意電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，如在外提前將空調(diào)打開制冷、熱水器燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯，打開洗衣機(jī)幫你提前洗好衣物，打開豆?jié){機(jī)為你磨好豆?jié){、開啟微波爐幫你加熱食品等等，大大節(jié)省了用戶的時間。系統(tǒng)中還配置了報警功能，若監(jiān)測到火災(zāi)時，將啟動門禁執(zhí)行單元，GSM模塊將向用戶手機(jī)發(fā)送火災(zāi)報警信息，以便用戶進(jìn)一步采取行動，達(dá)到安防的重要目的。當(dāng)系統(tǒng)中的傳感器感應(yīng)到空氣質(zhì)量異常時，如CO、CHNHH2等有害氣體濃度超標(biāo)時，空氣質(zhì)量檢測與清新系統(tǒng)中的語音報警器將自動啟動，同時臭氧發(fā)生器自動開啟，換氣扇同時工作，達(dá)到清新空氣的目的。系統(tǒng)的設(shè)計包括：系統(tǒng)硬件的設(shè)計與調(diào)試和控制軟件的編寫與調(diào)試。單片機(jī)STC12C5A60S2是系統(tǒng)中控制部分關(guān)鍵的元件，它與控制單元組成控制部分功能。通過GSM完成報警功能。利用傳感器采集信息（DS18B20和MQ2），為用戶提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。通過控制設(shè)備，控制器件，完成系統(tǒng)設(shè)計的功能。準(zhǔn)確穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)。準(zhǔn)確直觀的了解各傳感器的狀態(tài)。即通過單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的集與處理。讀取信息，執(zhí)行命令。根據(jù)采集的信息進(jìn)行分時操作有利于提高系統(tǒng)效率。同時，用戶可經(jīng)過手機(jī)終端遠(yuǎn)程操作家居，可到達(dá)實時監(jiān)控與操作的目的。第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計系統(tǒng)硬件電路包括單片機(jī)中央控制器、溫度采集及煙霧濃度檢測模塊、GSM控制與報警模塊、LCD顯示模塊、無線傳輸模塊，整體的電路設(shè)計簡約，可靠性強(qiáng)。STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍。雖然精確度較ARM有所降低，但基本可以滿足家用電器控制系統(tǒng)各項要求。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1，2字節(jié)。當(dāng)煙霧傳感器感應(yīng)到家里有一定濃度煙霧時，通過LM324電壓比較器比較輸出低電平，啟動蜂鳴器報警，同時單片機(jī)控制高低電平使整個家里的電源斷開，防止意外發(fā)生或減小意外發(fā)生的概率 GSM控制及報警模塊GSM無線接人(GSM fixed radio access，GFRA)技術(shù)又稱GSM無線用戶環(huán)路(WLL)，是采用GSM數(shù)字蜂窩技術(shù)替代傳統(tǒng)固話來為用戶提供電信業(yè)務(wù)的技術(shù)。GSM就是在這種競爭格局下誕生的一種語音接人設(shè)備，它能在GSM蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，快速、經(jīng)濟(jì)、廉價地提供通信業(yè)務(wù)，與傳統(tǒng)的固定電話接人方式相比主要有以下特點：1)經(jīng)濟(jì)。2)能迅速提供業(yè)務(wù)。3)靈活可變。在偏遠(yuǎn)地區(qū)、城區(qū)人口密集等布線困難和受到自然災(zāi)害破壞等地區(qū)推行具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無可比擬的優(yōu)勢。采用小區(qū)覆蓋、頻率再用等技術(shù)。5)安全可靠。市場已經(jīng)出現(xiàn)了多款無線接入設(shè)備，主要缺點是抗干擾能力差，容易掉線，有的甚至無法建立呼叫等，本文從硬件和軟件等方面對其進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，達(dá)到了設(shè)計要求。 與SMS有關(guān)的AT指令命令功能AT+CMGR讀短信息AT+CMGL 列出SIM卡中的短信息AT+CMGS發(fā)送短信息AT+CMGF 選擇短信息格式T+CMGD刪除短信息AT+CNMI顯示新收到短的信息每個AT指令以“AT+”開頭，以回車結(jié)尾。 LCD顯示模塊帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 無線傳輸模塊FT1100232 數(shù)據(jù)通信模塊發(fā)射功率為10mW，低功耗?；贔SK 的調(diào)制方式，采用高效前向糾錯好信道交織編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗隨機(jī)干擾和突發(fā)干擾的能力，在信道誤碼率為102 時，可得到實際誤碼率105~106。提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。FT1100232 在同一個頻段可以按照用戶500KHz 間隔頻點則可以提供至少40個信道，滿足用戶多種通信組合方式。FT1100232 提供3選1 接口方式，TTL電平UART 接口或標(biāo)準(zhǔn)電平的RS232或標(biāo)準(zhǔn)的RS485 口。即使是半雙工通信，用戶也無需編制多余的程序，只要從接口收/發(fā)數(shù)據(jù)即可，其它如空中收/發(fā)轉(zhuǎn)換，控制等操作，F(xiàn)T1100232模塊自動完成。該控制電路相對比較簡單，主要利用繼電器來實現(xiàn)，具體的控制電路如圖所示。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件是系統(tǒng)至關(guān)重要的一部分，本系統(tǒng)軟件包括：中央控制器部分，GSM部分，受控單元部分，溫度和空氣質(zhì)量檢測部分，家用電器檢測與控制部分。用戶在遠(yuǎn)程手持設(shè)備發(fā)送指令，由中央控制器讀取并判斷信息，通過CC1100發(fā)送控制指令并接受反饋信息。通過單片機(jī)處理CC1100所接受到的控制信令與各個傳感器所反饋回的信息，達(dá)到控制家電與監(jiān)控室內(nèi)情況的目的。本章介紹具體功能。 溫度采集、煙霧濃度檢測模塊 溫度采集通過DS18B20采集溫度信息，利用無線模塊傳送到中央控制器，同時通過GSM網(wǎng)絡(luò)對異常溫度進(jìn)行手機(jī)短信報警。 GSM控制及報警模塊當(dāng)主人在家的時候，尤其是有青壯年的時候，不需要設(shè)定防盜功能，即可以關(guān)閉功能；假如主人要離開房屋或夜間睡眠時，則可以打開防護(hù)功能。本系統(tǒng)在設(shè)防和撤防的選擇上，采用流行的無線遙控裝置，包括發(fā)送和接收兩部分,分別采用PT2272和PT2262模塊，也可以通過的手機(jī)設(shè)防。系統(tǒng)中的單片機(jī)判斷檢測部分送來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的操作，比如讓揚聲器發(fā)聲，讓GSM模塊發(fā)送短信等，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)功能。系統(tǒng)的創(chuàng)新點在于：使用GSM網(wǎng)絡(luò)控制。在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上，還可進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)，如借助3G網(wǎng)絡(luò)，在手機(jī)終端上以視頻形式檢測室內(nèi)情況；在手機(jī)端運用JAVA編程軟件，對軟件進(jìn)行操作達(dá)到控制家電的目的，同時在軟件界面中顯示反饋信息，脫離短信控制家電的不便。3G平臺為智能家居的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)，視頻通話、家庭遠(yuǎn)程監(jiān)控、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制，以及通過3G技術(shù)發(fā)展的各種智能家電的控制等等都得到了消費者的喜愛。3G平臺推進(jìn)了智能家居行業(yè)的快速發(fā)展，這必將成為今后公眾的焦點。致　　謝經(jīng)過幾個月的努力，我們在李老師的耐心幫助和自己的努力下終于完成了此次設(shè)計，并按設(shè)計要求實現(xiàn)了家用電器控制系統(tǒng)的各項功能。通過自己親自去動手和調(diào)試我明白的實踐的重要性，明白了理論結(jié)合實踐的含義，同時也大大的提高了自己的動手能力，這在我以后的工作中都是非常有用的。Howell Information and Learning Company, 2001: 2[9]《單片機(jī)微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全》王福瑞北京航空航天大學(xué)出版社附錄附1：部分元器件清單SIM300、STC12C5AXSDS18B20等附2：程序清單includeinclude define uint unsigned intdefine uchar unsigned charsbit key1=P3^3。 //刪除端子sbit fire=P3^4。 //人體傳感器sbit key2=P1^0。sbit out=P2^0。uchar i_receive1, TC