【正文】 冰箱畫面進入 圖 如圖 316 所示冰箱控制可以完成 7 個功能，冰箱的 3 種凍速選擇和冰箱的 2 種模式選擇 。 圖 316 冰箱 開關 控制圖 ：點擊進入按鈕進入電飯煲控制畫面，進行電飯煲系統(tǒng)的控制： 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 22 圖 317 電飯煲畫面進入 如圖 318 所示電飯煲控制可以完成 5 個功能，開啟電飯煲和關閉電飯煲， 以及三種工作模式的選擇。 圖 318 電飯煲開關控制圖 ：點擊進入按鈕進入 洗衣機 控制畫面，進行 洗衣機 系統(tǒng)的控制： 圖 319 洗衣機 畫面進入 如圖 320 所示 洗衣機 控制畫面可以完成 3 個功能， 漂洗 和 甩干以及漂洗加甩干 。 圖 320 洗衣機 開關控制圖 最后 可點擊右上角的關閉圖標 該系統(tǒng)了 。 至此 控制部分 演示過程結(jié)束。 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 23 智能家居測試 設計 數(shù)據(jù)采集通訊規(guī)約 智能家居通訊規(guī)約 規(guī)定如下： 波特率： 9600bps。 10 位一個字節(jié)：起始位 1，數(shù)據(jù)位 8，停止位 1。 下位機每隔 40ms（兩個周波時間）向上位機發(fā)送一幀 14 字節(jié)數(shù)據(jù)，內(nèi)容是采集及控制參數(shù)。 字節(jié) 格式如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 AA XH FL FH UL UH IL IH PL PH QL QH ZT JS 表 32 數(shù)據(jù)采集字節(jié)表 第 1 字節(jié)，十六進制 0AAH 為起始標志字節(jié)，位于每幀數(shù)據(jù)首位，用以定位每幀接收數(shù)據(jù)。為了防止數(shù)據(jù)中存在 AA，上位機初次檢測時應檢測到相距 14 個字節(jié)的 2 個標志符 AA，才能認為找到了幀的首部。 第 2 字節(jié)， XH 為位于第三第四字節(jié)的發(fā)送 電器 參數(shù)順序號。 XH 范圍為 0～ 8，順序表示含義為： 當 XH=01 時代表采集上來的信息量為自動門的， 當 XH=02 時代表采集上來的信息量為 吊燈 的，當 XH=03 時代表采集上來的信息量為 窗簾 的，當 XH=04時代表采集上來的信息量為 空調(diào) 的，當 XH=05 時代表采集上來的信息量為 熱水器 的，當 XH=06 時代表采集上來的信息量為 冰箱 的，當 XH=07 時代表采集上來的信息量為電飯煲 的，當 XH=08 時代表采集上來的信息量為 洗衣機 的 。上述 8 個 XH 依據(jù)控制命令 發(fā)送 。 第 3 字節(jié)： FL 為發(fā)送參數(shù) 頻率 低 8 位 第 4 字節(jié)： FH 為發(fā)送參數(shù) 頻率 高 8 位 第 5 字節(jié)： UL 為機端電壓低 8 位 第 6 字節(jié)： UH 為機端電壓高 8 位。 第 7 字節(jié)： IL 為發(fā)送參數(shù) 電流 低 8 位 第 8 字節(jié)： IH 為發(fā)送參數(shù) 電流 高 8 位 第 9 字節(jié)： PL 為 發(fā)送參數(shù)有功 低 8 位 第 10 字節(jié)： PH 為 發(fā)送參數(shù)有功 高 8 位。 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 24 第 11 字節(jié)： QL 為發(fā)送參數(shù) 無功 低 8 位 第 12 字節(jié)： QH 為發(fā)送參數(shù) 無功 高 8 位 第 13 字節(jié)： ZT 代表家電狀態(tài)量 第 14 字節(jié)： JS 為 數(shù)據(jù)結(jié)束位 下位機隨時準備接受上位機的命令指示，一個命令長度為一個字節(jié) 由于上位機和下位機之間是全雙工通信，因此，上位機在任意時刻都可以向下位機發(fā)送命令，不受下位機上傳數(shù)據(jù)的影響。以上命令可以通過按鈕等方式從上位機給出。 智能家居測試 串口調(diào)試 與 VB 平臺的連接如下圖所示 圖 321 單片機開發(fā)試驗箱連線 圖 圖 322 單片機與電腦串口連接 圖 圖 323 單片機與電腦串口連接圖 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 25 ：以自動門為例演示說明 串口調(diào)試助手發(fā)送一幀 14 字節(jié)的數(shù)據(jù) 圖 324 串口調(diào)試助手 發(fā)送一幀數(shù)據(jù) 圖 觀察測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集情況： 進入數(shù)據(jù)采集 圖 325 進入查看電氣量信息 圖 圖 326 電氣量信息顯示 圖 可見只發(fā)送一幀自動門的數(shù)據(jù)時，顯示量只在第一列自動門處有數(shù)據(jù)顯示 再觀察實時曲線顯示部分如下 ： 進入實時曲線 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 26 圖 327 進入實時電氣量曲線 圖 圖 328 電氣信息實時曲線 圖 調(diào)用歷史庫曲線如下 ： 進入歷史調(diào)用曲線 圖 329 進入查看歷史電氣量曲線 圖 日負荷曲線查詢按五分鐘查詢 圖 330 日負荷曲線查詢 圖 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 27 同理可以得到按 15 分鐘、 30 分鐘、一小時查詢圖 下面按 月負荷曲線查詢 圖 331 月負荷曲線查詢 圖 ：以三個家用電器自動門、空調(diào)、熱水器同時打開為例 串口調(diào)試助手發(fā)送 三 幀 14 字節(jié)的數(shù)據(jù) ： 圖 332 串口調(diào)試助手發(fā)送 三 幀數(shù)據(jù)圖 觀察測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集情況： 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 28 圖 333 電氣量信息顯示圖 再觀察實時曲線顯示部分如下： 圖 334 電氣信息實時曲線圖 調(diào)用歷史庫曲線如下： 日負荷按 5 分鐘查詢，其他類似 圖 335 日負荷曲線查詢圖 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 29 按 月負荷曲線查詢 如下所示 圖 336 日負荷曲線查詢圖 至此測試系統(tǒng)部分調(diào)試演示結(jié)束 。 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 30 第 4 章 上位機與下位機調(diào)試 與硬件調(diào)試原因分析 上位機軟件調(diào)試完成后，還得與下位機的單片機硬件進行調(diào)試，因為僅僅用串口調(diào)試助手，只能檢驗軟件編程的正確性，但并不能保證放在實際應用中準確無誤，又由于我的課題部分只是智能家居的上位機部分，它并不是智能家居的完整的一個作品，所以要校驗上位機好不好使，還得讓智能家居的下位機來實驗才能反映最真實實際的部分，所以在串口調(diào)試助手調(diào)試完 之后進行軟硬件調(diào)試是十分有必要的。 硬件調(diào)試是制作實物成品的關鍵一步，最后的成果 得由硬件 實物體現(xiàn)，但 以前未實際應用過此類調(diào)試 ，設計經(jīng)驗不足等原因，在設計的過程中難免會出現(xiàn)錯誤，本節(jié)將介紹 與 硬件 相接調(diào)試 的 過程 。 軟硬件調(diào)試 下位機硬件簡介 得先確定連的哪一個串口，才能對其設置參數(shù)，尋找方法如下 圖 41 查看串口端子圖 由圖可知，端口為 COM3，則 串口參數(shù)設置如下 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 31 圖 42 程序中串口參數(shù)設置圖 圖 43 下位機硬件圖 圖 44 下位機硬件圖 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 32 軟硬件調(diào)試過程 1 號進行調(diào)試 ，打開自動門的打開控制開關，則開始上傳數(shù)據(jù)。 圖 45 下位機 僅一個工作 硬件圖 如上圖所示只有 1 號指示燈亮 圖 46 下位機僅一個工作硬件圖 如上圖所示，小紅燈亮一次，表示發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，則上位機應該接受到一幀數(shù)據(jù) 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 33 下面觀察上位機數(shù)據(jù)接收情況 圖 47 上位機采集數(shù)據(jù)信息 圖 僅僅第一列接收到數(shù)據(jù)， 雖然沒有帶負荷，但是由于電路板自身原因，會有小電流產(chǎn)生，以及很小的有功無功。 再觀察實時曲線： 圖 48 上位機實時信息曲線 圖 電流曲線，有功曲線均接近橫坐標軸，進一步驗證沒有不接負荷。 當按下自動門的關閉控制開關，則停止上傳數(shù)據(jù)。 ， 打開自動門 、吊燈、窗簾 的打開控制開關，則開始上傳數(shù)據(jù)。 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 34 圖 49 下位機 三個同時 工作硬件圖 如上圖所示，三個指示燈均為亮，表明三組均在發(fā)送數(shù)據(jù)。 下面觀察上位機數(shù)據(jù)接收情況 ： 圖 410 上位機采集數(shù)據(jù)信息圖 前三 列 均 接收到數(shù)據(jù)， 雖然沒有帶負荷，但是由于電路板自身原因，會有小電流產(chǎn)生，以及很小的有功無功 出現(xiàn)，并且有小的波動，隨著小紅燈每亮一次則數(shù)據(jù)更新一次 。 再觀察實時曲線： 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 35 圖 411 上位機實時信息曲線圖 依然接近于橫坐標軸，雖然三組均工作，每組都產(chǎn)生微弱的電氣量，盡管疊加，總和依然保持在較低水平。 當按下自動門 、吊燈、窗簾 的關閉控制開關，則停止上傳數(shù)據(jù)。 ，并且 1 號帶 燈泡 負載。 圖 412 下位機三個同時工作 且 1 號帶負荷 圖 如上圖所示，三組燈均量，但是 1 號接了一個負載電鉆，雖然 1 號表示的是自動門，但是由于課設的局限性，負荷沒法用真 正的電器來演示，所以用一個普通負荷來說明問題，來校驗軟硬件相關功能是否都已經(jīng)實現(xiàn)。 打開燈泡 開關，功率 增大 ，然后觀察實時采集上來的電氣量變化。 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 36 觀察上位機數(shù)據(jù)接收情況： 圖 413 上位機采集數(shù)據(jù)信息圖 如圖所示， 1 號接負載之后，有功明顯增大，第一列顯示為正確，而第二列第三列有功出現(xiàn)負值是由于下位機傳的數(shù)值出錯的原因。 再觀察實時曲線： 圖 414 上位機實時信息曲線圖 當有一個接負荷之后，電流和有功都大大增加，從上圖曲線幅度就可以看出。 至此與下位機硬件演示部分就到此結(jié)束。 東北電力大學本科畢業(yè)設計論文 37 結(jié) 論 本次設計是一個給我很好鍛煉和實踐的機會，把所學知識綜合應用，在不斷的完善過程中讓我對未來的家庭生活充滿了希望，對這種智能的生活充滿了期待。同時也讓我 學習到了新的領域的一些相關知識 ， 讓我懂得了如何自學 與創(chuàng)新思維 。 在這 半學期 的時間里我徘徊在圖書館的書海里查閱資料讓我明白了在科技與信息迅速發(fā)展的時代，計算機以及信息家電的不斷普及，并且在不斷的融入我們的生活中。把計算機網(wǎng)絡與休息家電結(jié)合應用在實際生活中，將會給人們帶來極大的方便，家電遠程控制就是其中一個很好的例子，在人們工作的時候，可以通過網(wǎng)絡，開啟家中的家用電器，使電器工作，給人們的生活帶來方便。這是我對所看到的各種資料得出的結(jié)論。剛剛接手這個課題的時候我對這個課題并不是很了解，甚至很茫然，覺得人在外出工作確能輕松控制家里的電器運作這樣 的事情這種未來的感覺離我們太遠了，于是我在圖書館查閱了大量的書籍，終于有了些眉目，在之后的設計中我不斷的查閱書籍和向老師和同學請教，克服種種的問題。這次設計讓我明白了幾個道理。提出的假設和思考要大膽。這樣才能突破，求證問題要小心。由于我的水平問題，本設計存在著一些不足，但這次設計為我積累了經(jīng)驗，使我的水平不斷提高，使自己更加完善。 本次所做的畢業(yè)設計雖然完成了。但由于自己的水平有限，在寫論文的過程中遇到了許多的問題，例如，尋找串口。單一的做組態(tài)界面不是很難，但要組態(tài)界面和單片機相連接這就需要一個串口，我們嘗試了很多的方法，但還是不能解決問題。最后還是在老師的提點下我們才找到突破口。同時系統(tǒng)功能還需要進一步的完善。在后續(xù)的工作 學習中，希望自己能夠有所突破，改善自己的不足，讓自己更加的完善。 參 考 文 獻 1 向忠宏．智能家居 . 北京 :機械工業(yè)出版社 , 2 楊通成 . 基于嵌入式系統(tǒng)的家電網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究與設計 [D]. 烏魯木齊：新疆大學 ,2021. 3 司徒忠等 . 智能家電網(wǎng)絡 21 世紀家電企業(yè)的新型信息化產(chǎn)品 [J]. 機電工程技術 ,2021,(6)： 1113. 4 胡葛軍 . 短距離無線通信技術在智能家居中的應用 [D]. 北京：北京工業(yè)大學 ,2021. 5 宋威 ,黃進等 . 基于 WIFI 物聯(lián)網(wǎng)的家電智能控制系統(tǒng)信息控制端的研究 [J]. 信息通信 .2021,1: MATLAB 仿真 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021 年 6 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