智能家居答辩报告24
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2020/5/12
串口通信模块
智能家居硬件设计
?
RS232是一种电平规范,当单片机与电脑串行通讯时,
要用专用芯片进行电平转换,一般用MAX232,可以在TTL电
平和电脑的电平之间相互转换。MAX232芯片是美信公司
专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单
电源供电。
2020/5/12
式中：VF为红外发光二极管的正向电压，可取1.2——1.4V；IFT
为红外发光二极管触发电流。
? R2是双向可控硅的门极电阻，当可控硅灵敏度较高时，门极阻抗也 很高，并上R2可提高抗干扰能力。R3是触发功率双向可控硅的限流电 阻，其值由交流电网电压峰值及触发器输出端允许重复 冲击电流峰值 决定，可按式R2=Vp/ITSM选取。Vp为交流电路中的峰值电压，ITSM为 峰值重复浪涌电流（一般可取1A）。39欧姆电阻和0.01uF电容组成浪 涌吸收电路，防止浪涌电压损坏双向可控硅。
报警电路
RS-232
PC界面 （FLASH）
2020/5/12
下位机 图4-1
上位机
智能家具总体设计方案
温度采集模块
? 采用DS18B20温度传感器
光敏传感模块
? 采用一个精密可调电阻一个光敏电阻串联还有LM358
显示模块
? 采用标准的16脚接口LCD1602
串口通信模块
? 采用RS-232-C接口和MAX232芯片
智能家居
?专业：应用电子技术 ?学生：林尧轩、陈文滨、李培清 ?指导老师：吴云轩 ?答辩日期：2013年1月18日Fra Baidu bibliotek
目录
1. 选题背景 2. 系统设计要求 3. 智能家居总体设计思路 4. 智能家居硬件设计 5. 智能家居软件设计
2020/5/12
选题背景
? 智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出 现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于 美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的 CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此 也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
使其输出信号输入单片机。其电路图如图4-7所示。
2020/5/12
光敏传感模块电路图
2020/5/12
图 4-7
智能家居硬件设计
LCD1602
?
在本系统中使用的是字符型的，它可以显示两行16
字符，采用+5V电源电，外围电路配置简单。LCD1602的引
脚图如图4-8所示：
2020/5/12
显示模块电路
的反向输入端，用电阻分压，作为基准电压，使得经过比
较器后的电压，只有两种状态，即高电平和低电平。这样
单片机就可以有效的识别信号了，提高了准确性
用
一个精密可调电阻和一个光敏电阻串联，光敏电阻通过向
光、遮光的电压与1/2Vcc经过比较器比较，再加个电压跟
随器输出稳定电压。向光输出低电平，遮光输出高电平，
功率控制模块
? 采用MOC3061系列光电双向可控硅驱动器
2020/5/12
智能家居硬件设计
温度采集模块
? DS18B20的温度检测与数据输出全集成于一个芯片之上， 从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即 温度检测和数据处理。其温度测量范围为-55℃—+125℃， 可编程为9位——12位A、D转换精度，测温分辨率可达 0.0625℃，被测温度用符号扩展的16为数字量方式串行输 出。DS18B20有三只引脚，VCC，DQ和VDD；内部结构框 图如图4-2。
MS Byte
S
S
S
S
S
26
25
24
LS Byte
23
22
21
20
2-1
2-2
2-3
2 -4
2020/5/12
触发可靠等优点。MOC3061系列有MOC3062、MOC3063。它们的差别
只是触发电流不同，MOC3061最大触发电流为15mA，MOC3062为
10mA，MOC3061为5mA。它们可以用来驱动工作电压为220V的交流
双向可控硅。
?
R1为限流电阻，其计算公式为：R1=（VCC-VF）/IFT
?
串口通信模块电路
2020/5/12
功率控制模块
?
要用单片机控制各种各样的高压、大电流负载，如电动机、电
磁铁、继电器、灯泡等，不能用单片机的I/O线来直接驱动，而必须通
过各种驱动电路和开关电路来驱动。MOC3061系列光电双向可控硅驱
动器是一种新型的光电耦合器件，它可用直流电压、小电流来控制交
流高电压、大电流。用该器件触发晶闸管，具有结构简单、成本低、
? DS18B20的电路连接图如图4-3所示。
2020/5/12
内部结构框图
DS18B20的电路连接图
图4-2 2020/5/12
智能家居硬件设计
光敏传感模块
?
在这个模块用一个电阻与光敏电阻串联，先把信号
传给比较器，再送入单片机内，完成信号传输。这里把光
敏产生的信号送给比较器，主要是用它来整形，在比较器
2020/5/12
驱动电路
2020/5/12
系统总流程图
智能家居软件设计
2020/5/12
开始 初始化 按键扫描 调用温度子程序 查询传感器状态 调用发送子程序 调用显示子程序
液晶、串口、DS18B20
光敏、红外 温度、传感器状态
图4-1
温度采集子程序流程图
智能家居软件设计
2020/5/12
温度采集转换过程
智能家居软件设计
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测 量，当温度转换命令发布后，转换后的 温度以补码形式存放在高速暂存存储器 的第0和第1个字节中。如表2所示。以12 位转化为例：用16位符号扩展的二进制 补码数形式提供，其中S为符号位 （BIT15——BIT11）如果测得的温度大于
0，这5位为0，只要将测到的数值乘于 0.0625即可得到实表际4-2温度；如果温度小于 0，这5位为1，测到的数值需要取反加1 再乘于0.0625才能得到实际温度。其温度 值格式表如表4-2所示。
2020/5/12
设计要求
? 1）能采集室内亮度控制灯的亮暗，采集室内温度，液晶 显示出来和红外线检测入侵，蜂蜜器报警。
? 2）用Flash实现人机界面 ? 3）能通过网络实现远程控制
2020/5/12
智能家居总体设计方案
总体设计框图
显示电路
温度采集
单片机 STC89C51
红外传感
功率控制驱动
光敏传感
串口通信模块
智能家居硬件设计
?
RS232是一种电平规范,当单片机与电脑串行通讯时,
要用专用芯片进行电平转换,一般用MAX232,可以在TTL电
平和电脑的电平之间相互转换。MAX232芯片是美信公司
专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单
电源供电。
2020/5/12
式中：VF为红外发光二极管的正向电压，可取1.2——1.4V；IFT
为红外发光二极管触发电流。
? R2是双向可控硅的门极电阻，当可控硅灵敏度较高时，门极阻抗也 很高，并上R2可提高抗干扰能力。R3是触发功率双向可控硅的限流电 阻，其值由交流电网电压峰值及触发器输出端允许重复 冲击电流峰值 决定，可按式R2=Vp/ITSM选取。Vp为交流电路中的峰值电压，ITSM为 峰值重复浪涌电流（一般可取1A）。39欧姆电阻和0.01uF电容组成浪 涌吸收电路，防止浪涌电压损坏双向可控硅。
报警电路
RS-232
PC界面 （FLASH）
2020/5/12
下位机 图4-1
上位机
智能家具总体设计方案
温度采集模块
? 采用DS18B20温度传感器
光敏传感模块
? 采用一个精密可调电阻一个光敏电阻串联还有LM358
显示模块
? 采用标准的16脚接口LCD1602
串口通信模块
? 采用RS-232-C接口和MAX232芯片
智能家居
?专业：应用电子技术 ?学生：林尧轩、陈文滨、李培清 ?指导老师：吴云轩 ?答辩日期：2013年1月18日Fra Baidu bibliotek
目录
1. 选题背景 2. 系统设计要求 3. 智能家居总体设计思路 4. 智能家居硬件设计 5. 智能家居软件设计
2020/5/12
选题背景
? 智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出 现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于 美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的 CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此 也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
使其输出信号输入单片机。其电路图如图4-7所示。
2020/5/12
光敏传感模块电路图
2020/5/12
图 4-7
智能家居硬件设计
LCD1602
?
在本系统中使用的是字符型的，它可以显示两行16
字符，采用+5V电源电，外围电路配置简单。LCD1602的引
脚图如图4-8所示：
2020/5/12
显示模块电路
的反向输入端，用电阻分压，作为基准电压，使得经过比
较器后的电压，只有两种状态，即高电平和低电平。这样
单片机就可以有效的识别信号了，提高了准确性
用
一个精密可调电阻和一个光敏电阻串联，光敏电阻通过向
光、遮光的电压与1/2Vcc经过比较器比较，再加个电压跟
随器输出稳定电压。向光输出低电平，遮光输出高电平，
功率控制模块
? 采用MOC3061系列光电双向可控硅驱动器
2020/5/12
智能家居硬件设计
温度采集模块
? DS18B20的温度检测与数据输出全集成于一个芯片之上， 从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即 温度检测和数据处理。其温度测量范围为-55℃—+125℃， 可编程为9位——12位A、D转换精度，测温分辨率可达 0.0625℃，被测温度用符号扩展的16为数字量方式串行输 出。DS18B20有三只引脚，VCC，DQ和VDD；内部结构框 图如图4-2。
MS Byte
S
S
S
S
S
26
25
24
LS Byte
23
22
21
20
2-1
2-2
2-3
2 -4
2020/5/12
触发可靠等优点。MOC3061系列有MOC3062、MOC3063。它们的差别
只是触发电流不同，MOC3061最大触发电流为15mA，MOC3062为
10mA，MOC3061为5mA。它们可以用来驱动工作电压为220V的交流
双向可控硅。
?
R1为限流电阻，其计算公式为：R1=（VCC-VF）/IFT
?
串口通信模块电路
2020/5/12
功率控制模块
?
要用单片机控制各种各样的高压、大电流负载，如电动机、电
磁铁、继电器、灯泡等，不能用单片机的I/O线来直接驱动，而必须通
过各种驱动电路和开关电路来驱动。MOC3061系列光电双向可控硅驱
动器是一种新型的光电耦合器件，它可用直流电压、小电流来控制交
流高电压、大电流。用该器件触发晶闸管，具有结构简单、成本低、
? DS18B20的电路连接图如图4-3所示。
2020/5/12
内部结构框图
DS18B20的电路连接图
图4-2 2020/5/12
智能家居硬件设计
光敏传感模块
?
在这个模块用一个电阻与光敏电阻串联，先把信号
传给比较器，再送入单片机内，完成信号传输。这里把光
敏产生的信号送给比较器，主要是用它来整形，在比较器
2020/5/12
驱动电路
2020/5/12
系统总流程图
智能家居软件设计
2020/5/12
开始 初始化 按键扫描 调用温度子程序 查询传感器状态 调用发送子程序 调用显示子程序
液晶、串口、DS18B20
光敏、红外 温度、传感器状态
图4-1
温度采集子程序流程图
智能家居软件设计
2020/5/12
温度采集转换过程
智能家居软件设计
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测 量，当温度转换命令发布后，转换后的 温度以补码形式存放在高速暂存存储器 的第0和第1个字节中。如表2所示。以12 位转化为例：用16位符号扩展的二进制 补码数形式提供，其中S为符号位 （BIT15——BIT11）如果测得的温度大于
0，这5位为0，只要将测到的数值乘于 0.0625即可得到实表际4-2温度；如果温度小于 0，这5位为1，测到的数值需要取反加1 再乘于0.0625才能得到实际温度。其温度 值格式表如表4-2所示。
2020/5/12
设计要求
? 1）能采集室内亮度控制灯的亮暗，采集室内温度，液晶 显示出来和红外线检测入侵，蜂蜜器报警。
? 2）用Flash实现人机界面 ? 3）能通过网络实现远程控制
2020/5/12
智能家居总体设计方案
总体设计框图
显示电路
温度采集
单片机 STC89C51
红外传感
功率控制驱动
光敏传感