基于基础电路的简易智能家居系统的设计

般在 探测器 的前方装设 一个菲涅尔 透镜人体都 信 号 出发语 音电路时 ，语音 芯片产生 音乐提醒 有恒 定的体温 ，一般在３ ７ 度 ，所 以会发 出特 定 并 通 过扬 声 器 发 出 。 波 长Ｉ Ｏ Ｕ Ｍ 左右的红外 线，被动式 红外探头就 是 （ ４ ）数字显示模块 靠探 测人体发射 的Ｉ Ｏ Ｕ Ｍ 左右 的红 外线而进行工 由可 逆 计 数 器 ７ ４Ｌ Ｓ１ ９ ２ 、 七 段 译 码 器 ４ Ｌ Ｓ ２ ４ ８ 及数 码管组 成 。利 用信号 延时模 块产 作 的。人体发射 的Ｉ Ｏ Ｕ Ｍ 左右 的红 外线通过菲泥 ７
一
、
引 言
工作 于脉冲状 态，使红 外发光二极 管产生调制
光。
在 经 济和 知 识迅 速 崛起 的信 息时 代 ，人 ｊ经 不满足 与一 个简单 的居 住环境 ，对家居 环境 的要 求越来越 高。智 能家 居系统 能够实现
一
是否有 人控制系 统总 电源 的开 关 ；记录 并显示 当前屋 内的人数 ；进门报警 功能 ；遥控 控制屋 内灯的开关 ；遥控控制开关 窗帘等 。 二 、系统原理 与方案设 计 （ 一 ）基 本 原 理 基 于基 础 电路 的智 能家居系统 由三部分组 成 ，家居 的总 电源 由热释传感 器组成 的家居人
以红外对管为核心 的红 外遥 控收发系统； 以及以触发器与计数器为核心的 电机 与电灯控制 系统。该系统硬 件电路简单 ，功能实用 ，设计巧妙，提供 了智能家居系统一个简
易的模型。
【 关键词 】基础 电路 ；智 能家居 ；传 感器 ；红外遥 控；计数器
别、延时模 块、语言发 生电路、数字 显示 电路 和 继 电器 总控制模块组成。 （ １ ）信号产生模块 红外接收管 也称 为红外光敏 二极管 ，它 能 在面包板头 部安装 了两个方 向相 反的热释 将 红外光信 号转换成 电信 号 ，通 常具有接收 ， 、Ｂ ，靠 人发出 的红外 线识别 。 放 大，解调一 体功能 当红外接受 管接收到 由 电红外传感 器Ａ 家居 的智能化管理 ，让人 与环 境更统一 和谐 。 走向传 感器Ｂ 时 ，传 感器Ａ 将 智能家 居只要是利 用现代先进 的计算机 网络技 发 射管发射 的红外光辐射 后 ，形成 光 电流 ，经 当有 人从传感 器Ａ 产 生正半周 信号 ，Ｂ 产生 负半周信号 。当从Ｂ 走 术， 电子技术 ，自动化控制技 术 ，综合 布线技 放大后输 出作 为后续 电路的控制信号 。 ２ ． 热 释 电 红 外 传 感 器 向Ａ 时 ，则 和上述 相反 。其后 由两个 运算 放大 术等 ，依 照人体工 程学原理 ，融合个性 需求 ， 热释 电传感器 又称人体 红外传感器 ，被广 器构 成２ 级 放大 电路 ，对 传感 器产生 的信 号起 构建高 效的住宅设 施与家庭 日程事务 的管理系 泛应 用于 防盗报 警 、来客 告知及 非接触开关等 放 大作用 。传感器产生 的正半恩信号 达到一定 统，实 现 “ 以人为 本” 的全新 家居生活 体验 。 幅度 后将 给后续电路提供触发信 号。 智能家 居系统提供 了高效 、舒 适 的家居 环境 ， 红外领域 。 （ ２ ）信号判断、延时模块 确保住 户的生命财 产安全 ；集 中控制调 节家居 热释 电红外 传 感器 主 要 是 由一种 高 热 电 信 号判 别模 块 两个 和 比较 器 四个 或非 门 环境 的温度等 ，受到广泛 的关注 ，并 具有 良好 系 数的材料 ，如锆钛酸铅 系陶瓷 、钽酸锂 、硫 酸 三甘钛 等制 成尺 寸为２ ｌ ｍ ｍ 的探 测元 件 。在 组成 。Ａ 传 感器产 生正 半周信 号时 ，判断 电路 的发展前景 。 本 文 主要 利 用模 拟 电子 电路 与数 字逻 辑 每 个探测器 内装入一个或 两个探测 元件 ，并将 判别此时有 人进入 ，经 延时模块延 时，将 产生 个 持续时 间为３ —５ ｓ 的高 电平信 号 ，即语音 电路 中的基础 电路 ， 以红 外遥 控开关 电路为核 两个 探测元件 以反极性 串联 ，以抑 制 由于 自身 传 感器产 生正 半周信 号时 则相 心 ，加 上传 感 器 电路 ，计数 电路 ，触 发器 电 温度 升高而产 生的干扰 。 由探测元 件将探测 并 发声 信号 ，当Ｂ 路，集 成运放 电路 ，语音 电路 等 ，共 同构成简 Leabharlann Baidu接 收到的红外辐 射转变成 微弱 的电压信号 ，经 反。信号延时时间由电容 和电阻组成 并决定。 （ ３ ）语音发生模块 易 小型 的 智 能家 居系 统 。 该系 统 分为 三大 模 装在 探头 内的场效应管放 大后 向外输出 。为 了 由语音芯片Ｓ Ｄ ８ ９ １ ７ 及扬声器组 成。当有正 块，实 现以下 智能家居相关 的功能 ：根 据屋 内 提 高探 测器 的探测灵敏度 以增大探 测距离 ，一
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皇 蕴 一 －
基 于 基 础 电 路 的 简 易 智 能 家 居 系 统 的 设 计
华 东师范大学信息科学与技术学 院 王 近 梁 丹 苏 妹
【 摘要】本文 阐述 了基于模 拟基础 电路 与数字基础 电路的简易智能家居系统 的设计方案 。该 系统分为 三个 模块，分 别为 以传感器及集成运放为核心的智能电源控制系统；
尔 滤光片增 强后聚集 到红外感应源 上。红外感 生高 电平作 为可逆计数 器的时钟输入 ，控 制可 应源 通常采用 热释 电元件 ，这种元 件在接收 到 逆 计数器加 、减 ，并通 过译码 电路和 数码 管显 数纪录 电路控制 ，热释传感器 电路可 以判断并 人体 红外辐射 温度发生变 化时就会 失去 电荷平 示 家 里 的 总 人 数 。 （ ５ ）继 电器总控制模块 纪录人 员的进 出，并将相应信 号传给计 数器纪 衡 ，向外释放 电荷 ，配合 后续 的放 大 电路 ，将 由继 电器及 ４ 输入 或 门组 成 。将 计数 器的 录当前 屋内的人数 并显示 ，当计数器计 为零时 释放 的 电荷经 放大器可转 换为 电压 输出 。这就 指示 当前屋 内无人 ，则后续 电路断 电；当计数 是 热释 电传感 器的工作 原理 。热释 电传感器 内 输 出端作为 或门的输入 ，当家里人数 部位零 ， 即输入不为 Ｏ 时，或 门输 出为１ ，电流 触发使继 器计数 不为零时表 示屋 内有人 ，则系统 上 电； 部 结 构 如 图２ 所示 。 电器吸合打 开整个家居 的总开关 。而 当家里没 且该模块 还可 以实现人员进入 时 的报警 ， 由语 ３ ． ７ ４ Ｌ Ｓ ７ ６ 触 发 器