智能客房控制器計(jì)劃書(shū)

1 智能客房控制器計(jì)劃書(shū) 第 1 章 一種低功耗、高性能 微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 儲(chǔ)器。 用 司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80品指令和引腳完全兼容。片上 許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上， 有靈巧的 8 位 在系統(tǒng)可編程 得 眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) 256 字節(jié) 32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， 降至 0態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， 止工作，允許 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， 容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 性 兼容 令系統(tǒng) 8k 可反 復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） 1000 次擦寫(xiě)周期 32 個(gè)雙向 I/O 口 作電壓 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 0 全雙工 行中斷口 128部 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3 級(jí)加密位 看門(mén)狗（ 路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的 節(jié)和分頁(yè)編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 第二章 客房控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 房控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2 與傳統(tǒng)客房相比，現(xiàn)代客房在室內(nèi)裝備上已經(jīng)有了很 大的改進(jìn)，主要體現(xiàn)了智能、舒適、高效、節(jié)能和便利的特點(diǎn)?？头靠刂葡到y(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，主控制器需要對(duì)客房?jī)?nèi)的廊燈、夜燈、房燈、吧燈以及清理、勿擾、門(mén)鈴等開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制和管理。而總制開(kāi)關(guān)、節(jié)電開(kāi)關(guān)用于客房的節(jié)能控制，求救按鈕、門(mén)磁開(kāi)關(guān)等則是基于安全方面的考慮。主控制器通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)和電磁閥的控制，可以調(diào)節(jié)客房的溫度。溫度控制器主要用于時(shí)鐘、日歷、風(fēng)機(jī)狀態(tài)的顯示和客房溫度的設(shè)定。主控制器通過(guò) 線與溫控器進(jìn)行通信，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與酒店的服務(wù)臺(tái)及工程部的管理服務(wù)器進(jìn)行通信。 智能客房控制器在安全、舒 適、節(jié)能和強(qiáng)化功能方面具有以下特點(diǎn)： （ 1） 不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)客房?jī)?nèi)的燈具、背景音樂(lè)、空調(diào)、服務(wù)等常規(guī)設(shè)施的控制，還有緊急救助、防盜報(bào)警等監(jiān)控功能。此外，客房控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將客房狀態(tài)傳送到樓層服務(wù)臺(tái)、總臺(tái)等，從而實(shí)現(xiàn)了客房的遠(yuǎn)程控制和管理。 (2 ) 強(qiáng)弱電分開(kāi)，所有的強(qiáng)電控制都是由 12V 弱電繼電器的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，安全性好。 （ 3） 用插卡節(jié)電開(kāi)關(guān)控制客房總電源，客人進(jìn)入賓館客房時(shí)插卡取電，客人離開(kāi)時(shí)拔卡斷電；設(shè)置 “總制 ”鍵，客人入睡前，按此鍵后系統(tǒng)便進(jìn)入低能耗狀態(tài)；客房室內(nèi)溫度控制采用模糊控制，大大降低 賓館中央空調(diào)的能耗。 (4) 客房有人時(shí)，客房溫度由客人通過(guò)溫度控制器設(shè)定，由主控制器通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)、電磁閥的控制來(lái)完成；而無(wú)人或待租時(shí)，總臺(tái)向主控制器發(fā)送命令，使空調(diào)處于節(jié)能狀態(tài)。 制器硬件電路設(shè)計(jì) 3 為降低成本、小體積和滿足控制功能，主控制器選用技術(shù)成熟、性價(jià)比高的 片機(jī)。 置在線可擦除編程 8需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器；具有 32 個(gè)可編程I/O 口；而且采用了 線編程，提高了調(diào)試效率 , 減少了傳統(tǒng)燒寫(xiě)器燒寫(xiě)芯片時(shí)對(duì)芯片造成的損耗。 I/O 輸入電路設(shè)計(jì) 客房控制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是輸入、輸出開(kāi)關(guān)量多，主控制器單片機(jī)已有的 I/O 口不能滿足使用需求，需要進(jìn)行擴(kuò)展。為降低成本，采用簡(jiǎn)單 的 路擴(kuò)展 I/O 口，地址信號(hào)作為譯碼器 74輸入信號(hào)， 74輸出信號(hào)作為總線驅(qū)動(dòng)器 7474個(gè)輸出腳分別接單片機(jī) 位，通過(guò)片選 744入腳上的數(shù)據(jù)讀入，其 I/O 輸入接口電路如圖 2 所示。 們分別和 8 個(gè)弱電開(kāi)關(guān)相連。由于系統(tǒng)有 24 個(gè)開(kāi)關(guān)輸入量，因此，電路共用了 3 個(gè) 74片選信號(hào) 有一個(gè)有效時(shí)，其對(duì)應(yīng) 74 4 圖 3 I/O 輸出接口電路原理圖 為保證用電安全，智能客房控制系統(tǒng)的輸出電路采用了弱電控制強(qiáng)電的方式，即用 1220V 交流電。輸出接口電路也采用 路擴(kuò)展 I/O 口，即單片機(jī)的 4輸入信號(hào)， 74輸出信號(hào)作為 74存器的片選信號(hào)； 74存器的 8 個(gè)輸入腳分別接單片機(jī) 的 8 位，其輸出經(jīng)達(dá)林頓功率驅(qū)動(dòng)芯片 可控制繼電器； I/O 輸出接口電路如圖 3 所示。由于系統(tǒng)有 24 個(gè)開(kāi)關(guān)輸出量，因此，電路共用了 3 個(gè) 74 3 個(gè) 片選信號(hào) 有一個(gè)有效時(shí)，其對(duì)應(yīng) 74的數(shù)據(jù)即可輸出 到繼電器。 控制器的其它電路主要還有，為了在系統(tǒng)出現(xiàn)故障或程序跑飛的情況下，控制器能夠自動(dòng)恢復(fù)正常工作，采用 片設(shè)計(jì)了看門(mén)狗監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)復(fù)位電 路；為了實(shí)現(xiàn)主控制器與總臺(tái)及溫控器的通信，采用片設(shè)計(jì)了 信接口電路。 5 第三章 制的電路 制 示時(shí)間 時(shí)間萬(wàn)年歷程序 程序 20098:56:40 閱讀 15 評(píng)論 0 字 號(hào)：大中小 訂閱 /# /定義整型時(shí)分秒。 /定義整型年月日。 ; ; /函數(shù)調(diào)用。 ; ; ; ; ; ; 6 ; /函數(shù)主要執(zhí)行過(guò)程。 ; /清屏函數(shù)。 /以下是在程序中調(diào)用的函數(shù)。 24| 7 60| 60| 2| 0| 8 /; =0000 i,j; ) ; 3; 00 i=50;i0;j=200;j0; 3; 00 13 3; 0 ; ; ; 0; 3; P0= 00 3; 14 0 ; 3; 00 i=50;i0;j=200;j0; 3; 00 3; 0 ; 15 ; ; 1; 3; P0= 00 3; 0 ; 3; 0 16 0 i=50;i0;j=200;j0; 3; 00 3; 0 ; ; ; 2; 17 3; P0= 00 3; 0 ; 3; 00 i=50;i0;j=200;j0; 3; 00 18 3; 0 ; 3; 4; 5; 3; P0= 00 3; 19 0 陣顯示 理圖 1616 點(diǎn)陣 示漢字 20 點(diǎn)陣 大為 88 點(diǎn)陣，不能用來(lái)顯示漢字，而四片接在一起又因?yàn)橐_太近，無(wú)法接線。然而，是不是這樣就意味著不能仿真 “點(diǎn)陣漢字 ”了呢？筆者經(jīng)過(guò)研究，將庫(kù)里的 88 點(diǎn)陣 改后，將四片 88 點(diǎn)陣 并成一體，就成了 1616 的點(diǎn)陣 該 特點(diǎn)是：共陰、逐行掃描、低在前高位在后，上面的引腳為數(shù)據(jù)口，下面的引腳為行選引腳，低電平有效。 電路由 4 片 744 片 88 點(diǎn)陣組成。 74于選擇行， 4 片 74上，右上，左下，右下。 作為數(shù)據(jù)口， 4 片 74引腳都接到。 以下程序在 16 16 點(diǎn)陣 依次顯示 “ 梅川酷子 ” 四個(gè)字，分別用正向顯示和反向顯示，間隔兩秒鐘變換一次，電路圖和效果圖下圖所示。 振頻率為 24 時(shí)，改變變量 ，從而 讓程序確定顯示哪個(gè)漢字和顯示方式（正向 向）。 i #* 6 5 4 3 2 1 0 1， 時(shí)，負(fù)向顯示 0， 時(shí) ，負(fù)向顯示 .4*/ n; 32= 0*梅 ,0*/ 0*川 ,1*/ 0*酷 ,2*/ 21 0*子 ,3*/ ; i; j; n=0; /定時(shí)器 ; ; ; ) =0 /正向顯示 i=0;i8;i+) /顯示上半屏 P0=2*i; /左上 P2=i|0 ; P0=2*i+1; /右上 P2=i|0 ; i=8;i16;i+) /顯示下半屏 22 P0=2*i; /左下 0 ; P0=2*i+1; /右下 0 ; =0 /反向顯示 i=0;i8;i+) (2*i); /左上 P2=i|0 ; (2*i+1); /右上 P2=i|0 ; i=8;i16;i+) (2*i); /左下 0 ; (2*i+1); /右下 0 ; 23 i; i=0;i50;i+); ; (n200) n+; /2秒改變一次 “ 川 ” “ 酷 ” “ 子 ” “ 川 ” 24 “ 梅 ” “ 酷 ” “ 子 ” “ 梅 ” n=0; 外線 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 要將信號(hào)以紅外線的方式發(fā)射出去，首先要把脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，而電路中的信號(hào)往往比較小，不能驅(qū)動(dòng)負(fù)載。所以要通過(guò)放大電路將信號(hào)放大，通過(guò)紅外線發(fā)光二極管發(fā)射出去。發(fā)射器件和放大電路是發(fā)射中必不可少的。 要將紅外線發(fā)射出去，發(fā)射器件是必不可少的，則我們就要對(duì)紅外線的發(fā)射器件進(jìn)行選擇，要能夠發(fā)射比自然發(fā)射 的紅外線有更強(qiáng)的輻射強(qiáng)度。而要對(duì)信號(hào)接收器件，則要有較強(qiáng)的接收能力，它能將接收的紅外線轉(zhuǎn)換成足夠強(qiáng)的電信號(hào)。 我們把能發(fā)射紅外線和接收紅外線的光電器叫做紅外線傳感器。 根據(jù)紅外線的傳感器原理不同，分為主動(dòng)型和被動(dòng)型紅外線傳感器，主動(dòng)型傳感器包括紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器。它們配套使用可組成一個(gè)完整的紅外線發(fā)送與接收遙控系統(tǒng)。常用的有紅外線發(fā)光二極管、紅外線接收二極管、光電二極管、光電三極管等。 紅外線發(fā)光二極管包括砷化鎵（ 光二極管、砷鋁化鎵（ 光二極管和激光二極管（ 。目 前，在家用電器和用途較廣的開(kāi)關(guān)電路中普 25 遍采用紅外發(fā)光二極管（ 圖 10為發(fā)光二極管的電路符號(hào)。 紅外 是發(fā)光的為近紅外光，人眼看不到而已。 般可達(dá) 10% 20%,比可見(jiàn)光 0% 80%，但價(jià)格很高。經(jīng)過(guò)效率，成本方面的考慮，本系統(tǒng)選擇砷化鎵（ 光二極管是比較合理的方案。 本知識(shí) 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，信號(hào)發(fā)送的正常發(fā)送是必須要考慮的問(wèn)題，由于在電子線路中輸入信號(hào)往往很小，它所提供的能量不能直接推動(dòng)負(fù)載工作，因此需要另外提供一個(gè)能源，由能量較小的輸入信號(hào)控制這個(gè)能源，經(jīng)三極管使之放大去推動(dòng)負(fù)載工作。所謂放大，從表面上看是將信號(hào)由小變大，實(shí)質(zhì)上，放大電路的過(guò)程是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。我們把這種小能量對(duì)大能量的控制作用稱為放大作用。三極管只是一種能量控制元件，而不是能源。三極管有三個(gè)電極，三極管對(duì)小信號(hào)實(shí)現(xiàn)放大作用時(shí)在電路中可有三種不同的連接方式（或稱三種組態(tài)），即共（發(fā)）射極接法、共基 極接法、共集電極接法。 半導(dǎo)體三極管是由三層不同性質(zhì)的半導(dǎo)體組合而成的，按半導(dǎo)體的組合方式不同，可將其分為 無(wú)論是 們內(nèi)部均含有三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)。從三個(gè)區(qū)各引出一個(gè)金屬電極分別稱為發(fā)射級(jí)（ e）、基極（ b）、和集電極（ c） ;同時(shí)在三個(gè)區(qū)的兩個(gè)交界處形成兩個(gè) 射區(qū)與基區(qū)之間形成的 電區(qū)和基區(qū)之間形成的 圖 11。符號(hào)中的箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正向偏置時(shí)的電路方向。 V 圖 10 發(fā)光二極管的電路符號(hào) 26 圖 11 電路符號(hào)（ a） 如圖 12所示，為該系統(tǒng)遙控發(fā)射器電原理圖，其中 作為鍵盤(pán)掃描端口，具有 16個(gè)操作鍵，可分別控制單片機(jī)發(fā)出 16 種不同脈沖，執(zhí)行 16 種操作。第 9 腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用 15 腳作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出 38波編碼。脈沖經(jīng) 9013（ 放大然后由紅外發(fā)射管輸出； 18、19 腳接 12M 晶振。 接 上拉電阻。 圖 12 發(fā)射器電原理圖 C b e c b e 27 主程序首先對(duì) 行初始化，然后進(jìn)入主循環(huán)。在主循環(huán)中，主要是根據(jù)控制要求調(diào)用讀卡、讀鍵、串口發(fā)送、命令處理、輸入輸出等各個(gè)子程序。為防止程序跑飛，在主循環(huán)中采用打狗命令對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。程序設(shè)計(jì)中用到了定時(shí)中斷和接收中斷。定時(shí)中斷用于設(shè)備中的一些定時(shí)處理，如門(mén)鈴、門(mén)磁、定時(shí)發(fā)送客房狀態(tài)信息等，它由定時(shí)器 0 實(shí)現(xiàn)。接收中斷即當(dāng)服務(wù)臺(tái)或溫控器向主控制器發(fā)送命令時(shí)，對(duì)信息進(jìn)行接收。當(dāng)接收到新信息時(shí)即進(jìn)入命令處理子程序，從而對(duì)新命令進(jìn)行處理。命令處理子程序中，服 務(wù)臺(tái)的命令主要是對(duì)客房的狀態(tài)進(jìn)行查詢和轉(zhuǎn)換，在無(wú)人或待租時(shí)對(duì)空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定等。而溫控器的命令則是客戶設(shè)置房間溫度或向主控制器發(fā)送當(dāng)前的客房溫度。當(dāng)有開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，程序就進(jìn)入消抖子程序和鍵處理子程序；消抖子程序是為防止按鍵抖動(dòng)而引起燈光閃動(dòng)，而鍵處理子程序則是將開(kāi)關(guān)當(dāng)前的狀態(tài)和原來(lái)的狀態(tài)進(jìn)行比較，若發(fā)生變化則使相應(yīng)的燈光、清理、求救等動(dòng)作。通信子程序用于主控制器與服務(wù)器、溫控器的通信，包括接收和發(fā)送信號(hào)。接收時(shí)只要有接收中斷即可接收，而發(fā)送時(shí)必須把向服務(wù)器和向溫控器的通信分開(kāi)?？刂破饕唤?jīng)上電，無(wú)論客房?jī)?nèi)是有人 還是無(wú)人，都將是不斷的進(jìn)行循環(huán)掃描，以使各種命令能夠得到及時(shí)的處理，達(dá)到了自動(dòng)控制的目的。 在賓館酒店的客房控制與管理中，通過(guò)對(duì)客房的智能化、人性化管