精品資料（2021-2022年收藏）簡易智能家居系統(tǒng)

1、武夷學院畢業(yè)論文 (設計)簡易智能家居系統(tǒng)院 系 ：電子工程系專業(yè)（班級）：09電子信息工程（1）班姓 名：王珍學 號:20094081034指導教師：邵海龍職 稱：講師完成日期： 年 月 日摘 要隨著人們生活水平的不斷提高，生活質(zhì)量也越來越好，人們追求高品質(zhì)住房的要求也不斷提高，所以家居智能化概念的普及，智能化裝修的觀念必將深入人心。近年來智能家居系統(tǒng)已經(jīng)開始一步一步地走進越來越多的普通家庭。本設計是以單片機STC12C5A60S2為主控核心，通過紅外對射管計數(shù)器檢測探測房間內(nèi)進出人數(shù)并記錄在單片機中，當有人在房間時開啟整個系統(tǒng)，否則不開啟。通過LCD1602能夠顯示當前房間內(nèi)的溫度和亮度的

2、實時情況，系統(tǒng)會根據(jù)房間內(nèi)光的亮度來自動調(diào)整照明裝置的亮暗，根據(jù)房間內(nèi)的溫度的高低來來調(diào)整風扇的大小。與此同時還在模塊中添加了按鍵功能實現(xiàn)手動的調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)智能效果。該智能家居系統(tǒng)性能良好，工作穩(wěn)定可靠，易于維護升級，具有很高的性價比。關鍵詞：智能家居；單片機 ；光敏感應；溫度感應AbstractWith the continuous improvement of people's living standard, peoples life is becoming better and better, the demand of striving for high quality h

3、ousing is also rising, so the concepts of household intelligent will be spread, intelligent decoration idea is also be popularly supported. In fact, the smart home system in recent years has begun to go into a growing number of ordinary households step by step.This design uses the STC12C5A60S2 micro

4、controller to control the core，Through the dual active infrared detector to detect the number of people who come into or out the room and recorded in the single chip microcomputer. When the people in the house then open the whole system, or does not work，Through the LCD1602 to display the current te

5、mperature in the room and the luminance of light，The system will automatically adjust the brightness in the room lighting device of light to the light and dark, According to the room temperature to adjust the size of wind power. At the same time we also added to the key function of the realization o

6、f manual adjustment. In this paper, we detailed analysis the principle of hardware circuit, software design method the smart home system in good, stable and reliable operation, easy maintenanced and upgrade, have very high price/performance ratio.Key words：Smart Home；SCM；The Photosensitive Induction

7、；Temperature Sense除了專有名詞，其他不用大寫目 錄1 引言12 簡易智能家居系統(tǒng)的簡介12.1 簡易智能家居系統(tǒng)的簡介12.2 簡易智能家居系統(tǒng)的背景及應用12.3 簡易智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢23 簡易智能家居系統(tǒng)的總體設計方案及論證33.1 簡易智能家居系統(tǒng)總體設計方案33.2 系統(tǒng)基本方案的論證與選擇33.2.1 單片機的選擇33.2.2 溫度傳感器的選擇33.2.3 光強傳感器的選擇43.2.4 顯示模塊的選擇44 簡易智能家居系統(tǒng)硬件電路設計44.1 簡易智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構44.2 簡易智能家居系統(tǒng)設計模塊54.2.1 主控模塊54.2.2 驅(qū)動模塊64.2.3 穩(wěn)

8、壓電源模塊64.2.4 溫度采集模塊74.2.5 光強采集模塊74.2.6 按鍵模塊84.2.7 LCD顯示模塊84.2.8無線傳輸模塊85 系統(tǒng)軟件程序設計95.1 系統(tǒng)總流程圖95.2 DS18B20溫度控制程序設計95.3 光敏電阻控制程序設計105.4 1602顯示子程序設計105.5 無線模塊程序設計115.6 紅外檢測模塊程序設計126 系統(tǒng)制作及調(diào)試136.1 硬件制作與調(diào)試136.1.1 系統(tǒng)PCB板的設計136.1.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試136.2 軟件調(diào)試147 結(jié)論14謝辭14參考文獻16附錄A17附錄B25V簡易智能家居系統(tǒng)1 引 言隨著社會的進步人們生活水平不斷提高，精神和

9、物質(zhì)上的品味都有了很大的改變。現(xiàn)代社會人們不再只求生活的需要，而是更多的追求生活的智能化?，F(xiàn)在人們生活質(zhì)量越來越好，居住是一個重要的選擇，隨著家居智能化概念的普及，智能化裝修的觀念必將深入人心，家居智能化裝修的選擇必將是大勢所趨。近年來智能家居系統(tǒng)也已開始一步一步走進越來越多的普通家庭。起初，智能家居連接的只是一些簡單的家電設備，但是隨著現(xiàn)代高科技技術發(fā)展的今天，將實現(xiàn)多種電器相互連接控制，實現(xiàn)智能化來適應生活需要。即便您的家居已裝修也可輕松升級為智能家居，不再是人們所擔心的問題了。本設計要通過單片機STC12C5A60S2為主控芯片，CC1101來無線發(fā)送和接收，實現(xiàn)一個能夠通過紅外對射管計

10、數(shù)器檢測房間內(nèi)人數(shù)進出，當房間內(nèi)有人時系統(tǒng)會根據(jù)房間內(nèi)光線的強弱來自動調(diào)整照明裝置的亮暗，根據(jù)房間內(nèi)的溫度的高低來調(diào)整風扇的大小的一個簡易系統(tǒng)，可以通過主控模塊中的按鍵來實現(xiàn)手動調(diào)整風扇轉(zhuǎn)速和照明燈的強弱，最后會通過LCD1602顯示當前房間內(nèi)的溫度和亮度變化值情況。2 簡易智能家居系統(tǒng)的簡介1級標題另起一頁，下同2.1 簡易智能家居系統(tǒng)的簡介智能家居又稱智能住宅，是以住宅為平臺，結(jié)合各種高科技技術如網(wǎng)絡通信技術，數(shù)字化技術等將各種家電有效地聯(lián)合為一體控制，實現(xiàn)家居的安全性、可靠性、穩(wěn)定性、舒適性等。在各地對智能家居都有不同的理解含義，在歐美國家稱智能家居為電子家庭、網(wǎng)絡家居、智能家庭/建筑，

11、而在我國香港和臺灣等地區(qū)，還有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱法1。智能家居不是一個單獨的產(chǎn)品，是一種能讓人們輕松享受生活的居住環(huán)境，能實現(xiàn)家庭生活更加安全，節(jié)能，智能，便利和舒適2。智能家居之所以能夠成為眾人追捧的熱點也不足為奇，因為它為人類提供了一個舒適輕松的生活環(huán)境，造福了人類。2.2 簡易智能家居系統(tǒng)的背景及應用近年來，隨著房價不斷上漲，作為擁有大戶型家居的“80后”和中產(chǎn)階級的戶主們必將更注重房屋的裝修質(zhì)量。大戶型住房的裝修不同于普通家裝，通常大戶型的房主非常注意提升自己的生活品質(zhì)和生命質(zhì)量，對自己住房的裝修也有著嚴格的要求，主要是建造一個安全、舒適、清新、便利的生活環(huán)境。我國將住宅小區(qū)智能化

12、定義為：利用4C(即計算機、通訊與網(wǎng)絡、自控、IC卡）技術，通過有效的傳輸網(wǎng)絡，將多元信息服務與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段，以實現(xiàn)快捷高效的超值服務與管理，提供安全舒適的家居環(huán)境3。智能家居技術主要面向通訊或控制方面，主要涉及硬件接口和軟件協(xié)議兩部分。對此在1988年編制了世界上第一個適用于家庭住宅的電氣設計標準，即家庭自動化系統(tǒng)與通信標準有鑒于此很多公司都相繼的推出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居，是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡通信、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構、服務、管理、控制為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境4。很多國家都

13、相繼的提出各種方案來設計出符合人類理想居住的智能家居。在2012-2020年中國智能家居市場發(fā)展趨勢及投資機會分析報告分析了智能家居各子系統(tǒng)產(chǎn)品領域的發(fā)展狀況、企業(yè)銷售額、省市區(qū)域分布情況5；具體統(tǒng)計了最近幾年來的銷售情況，并對未來智能家居做了規(guī)劃和預測，報告重點分析了智能家居在人們生活中的運用如：家庭防盜，樓宇對講系統(tǒng)，家庭監(jiān)控系統(tǒng)等。這些都和人們生活息息相關也將對人類以后選擇智能家居做更好的鋪墊。2.3 簡易智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢近年來我們國家在對家居環(huán)保方面也下了不少功夫，以節(jié)約減排，綠色環(huán)保為主要目標，凸顯現(xiàn)代智能家居的合理規(guī)劃，共同創(chuàng)建一個綠色智能家居。隨著現(xiàn)代人民生活水平的提高，人

14、們對居住意識也有一定的增強，更會去注重家庭的舒適，方便，安全等，所以越來越多家庭傾向于選擇智能家居裝置，因此智能家居系統(tǒng)必將有一個很好的發(fā)展前景。作為智能家居核心系統(tǒng)的智能家居控制系統(tǒng)，它設計功能的完善必將推動住宅智能化的發(fā)展，智能家居系統(tǒng)也在各方面不斷的完善，最終將發(fā)展成為一個功能集成、市場平民化的系統(tǒng)。隨著信息化走進千家萬戶，由國家經(jīng)貿(mào)委牽頭成立了家庭信息網(wǎng)絡委員會，而信息網(wǎng)絡技術體系研究及產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)被列為國家技術創(chuàng)新的重點專項計劃6。智能家居數(shù)據(jù)采集終端以現(xiàn)代的信息化、智能化、網(wǎng)絡化等為發(fā)展方向，形成了一個綜合的數(shù)據(jù)端采集系統(tǒng)。智能家居是人們追求高品質(zhì)生活的體現(xiàn)，它將不斷的涌入社會更多

15、的家庭，它的存在勢必掀起一場熱潮。家居智能化控制的開發(fā)和建設是未來國家、經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。3 簡易智能家居系統(tǒng)的總體設計方案及論證3.1 簡易智能家居系統(tǒng)總體設計方案 本設計采用的是單片機STC12C5A60S2為主控芯片，通過紅外對射管計數(shù)器來檢測進出房間的人數(shù)，記錄在單片機中。當有人進入房間時開啟整個系統(tǒng)，溫度采集模塊采集是用DS18B20，采集周圍環(huán)境溫度與參考值進行對比，光照采集模塊是采用光敏電阻，光敏電阻采集周圍的的光照強度和設定的參考值進行對比，通過無線模塊將主控板中采集到的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給下位機，下位機接收信息后調(diào)整風扇和照明燈，如果周圍溫度低于參考值則不開風扇若是高于參考值風

16、扇則會隨周圍溫度變化來進行自動調(diào)整，能夠讓室內(nèi)的溫度保持在一個特定的環(huán)境中，如果周圍光強低于參考值，照明燈會隨著光線強弱來自動調(diào)整，與此同時還在主控模塊中添加按鍵功能實現(xiàn)手動的調(diào)節(jié)，若是沒人則不開啟。3.2 系統(tǒng)基本方案的論證與選擇3.2.1 單片機的選擇方案一: 選用 AT89C52芯片，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲空間，最低承受電壓為3V，而且與 MCS-51 系列單片機完全兼容7。 但是由于AT89C52不具備 ISP 在線編程技術和PWM調(diào)節(jié)。當要燒入程序?qū)浖{(diào)試時，要對芯片多次拔插不僅會對芯片造成一定的損壞更嚴重的還會使芯片燒壞。所以AT89C52不適合運用于本次電路設計。方案二

17、: 選用 STC12C5A60S2，該芯片內(nèi)部有 8KB ROM 的存儲空間，最低承受電壓為3V；除了具有與AT89C52相同的功能外，還具有在線編程可擦除技術，PWM的調(diào)節(jié)。當要燒入程序?qū)浖{(diào)試時，STC12C5A60S2可以不需要拔下芯片燒寫，直接對芯片進行改寫這樣就減少了對芯片的損傷。綜上所述，本設計選擇 STC12C5A60S2作為主控制系統(tǒng)的核心。3.2.2 溫度傳感器的選擇方案一： 選用熱敏電阻作為溫度傳感器，它溫度靈敏度高，熱惰性小，壽命長，體積小，結(jié)構簡單等，它最基本的特性是其阻值隨溫度的變化有極為顯著的變化，熱敏電阻通過與一個電阻串聯(lián)來分壓，利用伏安特性分析兩個電阻變化的電

18、壓值，采集數(shù)值并進行 A/D 轉(zhuǎn)換。此設計方案需用 A/D 轉(zhuǎn)換電路，不但增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴格線性的，敏感度較大就會產(chǎn)生較大的測量誤差。方案二： 采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，DS18B20總共有三個端口中間的DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端，其余兩個分別為電源和接地端口，輸入/輸出只有一個端口易于與單片機連接，這樣就可以去除 A/D 模塊，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。綜上所述，本設計選擇 DS18B20 對溫度進行采集。3.2.3 光強傳感器的選擇方案一：TSL256x是第二代周圍環(huán)境光強度傳感器。采用TSL256x實

19、現(xiàn)光強度實時監(jiān)測的系統(tǒng)，具有精度高、體積小等優(yōu)點，芯片內(nèi)部集成了積分式A/D轉(zhuǎn)換器，采用數(shù)字信號輸出，因此抗干擾能力比同類芯片強8。但是由于該芯片價格昂貴，對電路精度，布線方面要求較高。所以在本次設計中不適用。方案二：使用光敏電阻作為傳感器，具有靈敏度高，所測光譜范圍廣。光敏電阻會感應光源來改變電阻阻值。此設計現(xiàn)實中聲光控制技術的運用已經(jīng)證明了光敏電阻完全可以達到實際要求，且價格低廉，電路簡單等優(yōu)點9。3.2.4 顯示模塊的選擇方案一：采用LED數(shù)碼管動態(tài)顯示，顯示較為直觀，發(fā)光效果較好，對于顯示數(shù)字最適合，而且顯示結(jié)果較為單一，不采用。 方案二：采用LCD液晶顯示屏，其能夠清晰地顯示各種文字

20、、數(shù)字、字母等易于辨認，可以給人們視覺帶來舒適感。綜上所述所以采用LCD液晶顯示屏作為本設計的顯示器。4 簡易智能家居系統(tǒng)硬件電路設計4.1 簡易智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構本設計采用的是單片機STC12C5A60S2為主控芯片，電源模塊為單片機供電，通過按鍵來改變照明燈強弱和風扇大小，通過溫度傳感器和光敏電阻采集數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機處理后在LCD1602上顯示，最后采用CC1101進行無線發(fā)送。系統(tǒng)框圖如圖4-1所示，下位機通過CC1101無線接收主控系統(tǒng)發(fā)來的數(shù)據(jù)，單片機處理后通過驅(qū)動模塊驅(qū)動照明燈和風扇工作，結(jié)構框圖如4-3所示。 單 片 機 顯示模塊 無線發(fā)送模塊 電源模塊 按鍵輸入模塊 溫度采集模

21、塊光強采集模塊 圖4-1 主控系統(tǒng)框圖 驅(qū)動模塊 單 片 機 無線接收 照明燈亮暗 風扇轉(zhuǎn)速快慢 圖4-2下位機框圖4.2 簡易智能家居系統(tǒng)設計模塊4.2.1 主控模塊STC12C5A60S2單片機是一個小系統(tǒng)，因為它包含了采集模塊和控制模塊中所需的單元模塊。STC12C5A60S2是一種帶60K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能單片機9。該單片機只要通過串行口就可以進行程序調(diào)試和軟件更新。STC12C5A60S2單片機最小系統(tǒng)包括晶體振蕩器電路、復位開關電路如圖4-4所示。圖4-4 STC12C5A60S2最小系統(tǒng)4.2.2 驅(qū)動模塊本次驅(qū)動電路中采用的是L298做為電路的驅(qū)動模塊電路圖如

22、圖4-5所示，用單片機的P1.3和P1.4輸出的PWM來控制驅(qū)動模塊，來驅(qū)動風扇轉(zhuǎn)動。其工作電壓高，最高工作電壓可達46V，輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A，額定功率25W10。 圖4-5驅(qū)動電路4.2.3 穩(wěn)壓電源模塊 7805構成的穩(wěn)壓電路只要輸入電壓在7V到36V之間，電路的輸出就將穩(wěn)定在+5V，給單片機提供需要的電壓。此電路中給定輸入的電壓為7.8V，使得輸出的電壓穩(wěn)定在5V。穩(wěn)壓電路圖如圖4-6所示：圖4-6穩(wěn)壓電路4.2.4 溫度采集模塊DS18B20總共有三個端口中間的DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；其中GND為電源地電路圖如圖4-7所示；VCC為外接供電電源輸入

23、端，此傳感器是用單片機的P3.7口控制。DS18B20適用范圍廣，相對測溫度也比較精確。在寄生電源接線方式時接地，工作原理中只要將數(shù)據(jù)端接個電阻即可完成其測溫，方便且操作簡單。 圖4-7溫度采集電路4.2.5 光強采集模塊 光敏電阻屬半導體光敏器件，除具靈敏度高，反應速度快，光敏電阻只要將一端接地，另外一個端接上一個10k的電阻分壓作用再接到電源上11。用單片機的P1.0口控制，就能對光照進行采集。4.2.6 按鍵模塊 最常見的按鍵電路有一對一的直接連接和動態(tài)掃描的矩陣式連接兩種。一對一的直接連接就是一個按鍵直接對應一個CPU的輸入口，即獨立式鍵盤，用單片機P1.2-P1.5端口來控制按鍵。本

24、設計有四個按鍵來調(diào)整風扇大小和照明燈亮暗，采用單片機端口一對一直接控制按鍵，只占用了單片機四個端口，方便又簡單。連接方式如圖4-8所示：圖4-8按鍵電路4.2.7 LCD顯示模塊 1602液晶也叫1602字符型液晶，其能夠清晰地顯示各種文字、數(shù)字、字母等易于辨認，可以給人們視覺帶來舒適感。傳感器采集到溫度和光照強度轉(zhuǎn)換值，通過單片機控制在液晶顯示屏中顯示出。本次的設計中我們要顯示溫度數(shù)值以及字母，1602液晶能夠很清晰的顯示，簡單易讀，所以此次方案我們采用的是1602LCD。4.2.8無線傳輸模塊CC1101是一款低于1GHz高性能射頻收發(fā)器，設計旨在用于極低功耗RF應用。其主要針對工業(yè)、科研

25、和醫(yī)療(ISM)以及短距離無線通信設備(SRD)12。本系統(tǒng)的CC1101是通過單片機的P3.0及P3.1口控制接收和發(fā)射的。無線電路連接圖如圖4-9所示：圖4-9無線電路5 系統(tǒng)軟件程序設計5.1 系統(tǒng)總流程圖本設計通過用Keil進行編程調(diào)試，先對參數(shù)進行初始化，用紅外對射管計數(shù)器檢測是否有人進入房間，當檢測到有人時單片機開始工作。先對溫度進行采集，通過DS18B20采集當前周圍環(huán)境溫度與參考值對比，用光敏電阻采集當前周圍環(huán)境光強與參考值對比，照明燈和風扇都會自行的調(diào)整同時也可以按鍵來控制。開始初始化接收數(shù)據(jù)風扇控制照明控制開始初始化紅外探測是否有人？單片機開始工作開始初始化溫度采集光強采集

26、按鍵控制無線發(fā)送 N Y （a）紅外探測流程圖 (b)主控模塊流程圖 （c）下位機流程圖字體圖5-1 系統(tǒng)總流程圖5.2 DS18B20溫度控制程序設計DS18B20中有3個端口，其中一個接地一個接電源，數(shù)據(jù)端接個電阻即可完成其測溫，首先為程序需要的參數(shù)初始化設定參考值，DS18B20感應周圍環(huán)境的溫度，當溫度高于參考值時開啟風扇，風扇會根據(jù)當前溫度進行自動調(diào)整13。若是風扇的轉(zhuǎn)速不滿意時可以用手動按鍵來加大或減小風扇速度，當溫度低于參考值則不需要開啟任何裝置，結(jié)束程序。工作流程圖如5-2所示：開始初始化溫度是否高于參考值開啟風扇按鍵控制關閉風扇結(jié)束 N Y 圖5-2 溫度控制設計 5.3 光

27、敏電阻控制程序設計光敏電阻有兩個端口只要將一端接地，另外一個端接上一個10k的電阻分壓作用再接到電源上。光敏電阻檢測房間內(nèi)的光照強度是否低于參考值，若是則要開啟照明裝置，照明燈會根據(jù)周圍光線自動調(diào)整，當光強高于參考值則不需要開啟任何裝置結(jié)束程序。還可以通過按鍵對光強進行加強或減弱。工作流程圖如圖5-3所示：開始初始化光強是否低于參考值開啟照明燈按鍵控制關閉照明燈結(jié)束 N Y圖5-3 光強控制設計5.4 1602顯示子程序設計1602驅(qū)動程序設計主要是讀寫程序的設計。由時序圖可知，LCD的工作時序與51單片機的讀寫時序不同。只能用軟件模擬的方式產(chǎn)生工作時序。驅(qū)動程序可分為四種情況：LCD寫命令、

28、LCD讀狀態(tài)、LCD讀數(shù)據(jù)、LCD寫數(shù)據(jù)。流程圖如圖5-4所示。 (a) 寫命令 (b) 寫數(shù)據(jù) (c) 讀狀態(tài) (d) 讀數(shù)據(jù)圖5-4 LCD1602工作原理在1602的基本讀寫程序基礎上，還要再設計光標控制、打印字符串、顯示開關、清屏等子程序。由于一些子程序只要一條命令即可完成，這里以印字符串為例說明。其它子程序均可不再編寫。在1602LCD上顯示字符串程序流程圖如圖5-5所示。圖5-5 顯示流程圖5.5 無線模塊程序設計本設計的無線模塊是采用CC1101，CC1101是高效的SPI接口，接受靈敏度高，視距可靠傳輸距離可達350m14。該模塊是用單片機的P3.0和P3.1口進行控制。只要將

29、開始初始化設置參數(shù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束接收端接收數(shù)據(jù)CC1101其中的發(fā)射端和接收端分別接單片機的接收端和發(fā)射端，剩余的兩端接電源的正負兩極。需要設置的參數(shù)：波特率為9600bps通信頻道為001。具體流程圖如圖5-6所示： 圖5-6 無線模塊流程圖5.6 紅外檢測模塊程序設計本系統(tǒng)是采用紅外對射管計數(shù)器檢測, 通過單片機對采集的數(shù)據(jù)進行判斷、控制, 實現(xiàn)有效智能調(diào)節(jié)15。為了能夠充分體現(xiàn)節(jié)能，本系統(tǒng)的設計構想是：當紅外對射管計數(shù)器沒檢測到人時, 此時照明燈及風扇都不啟動繼續(xù)檢測是否有人進入；當紅外對射管計數(shù)器感應到有人在房間時，單片機就會開始工作。本設計是通過用紅外對射管計數(shù)器進行探測，系統(tǒng)總

30、體流程圖如圖5-7所示：開始初始化紅外探測是否有人？單片機開始工作 N Y圖5-7 紅外檢測流程圖 6 系統(tǒng)制作及調(diào)試6.1 硬件制作與調(diào)試 硬件制作主要是運用PCB制版技術，調(diào)試是先對制作好的硬件進行線路調(diào)試，再結(jié)合軟件一起調(diào)試。經(jīng)過初步的分析設計后，可以先將小模塊硬件電路做好，調(diào)試看其是否能正常工作，再結(jié)合軟件穿插調(diào)試是否能實現(xiàn)設計要求。因此硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，很多故障也是結(jié)合兩種調(diào)試后才發(fā)現(xiàn)的。但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來調(diào)試，如此有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時間。6.1.1 系統(tǒng)PCB板的設計PCB即印刷電路板，是

31、電子電路的承載體。PCB也是制作過程中必不可少的，當設計者設計好原理圖后希望能夠真正地實現(xiàn)設計功能就需要制作PCB板，只有PCB板才具有說服力，PCB板的設計是電路設計的最后一個環(huán)節(jié)。因此PCB板的設計是理論設計到實際應用一個十分重要的內(nèi)容。印制電路板是集合元件及電路原理圖為一體的電路板，只要將所需的元件焊接在電路板中，調(diào)試無誤后就能實現(xiàn)設計者所要設計的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計，將各元件依照原理圖布局好，設置好內(nèi)部參數(shù)如線寬、線距、焊盤大小等。本次設計采用protel 99SE來實現(xiàn)從原理圖到PCB板的整體過程。6.1.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試 靜態(tài)檢查。靜態(tài)檢查就是在未上電前檢查電路中元

32、件型號是否根據(jù)電路原理圖選擇，有極性的元件是否反接，芯片是否反插等。再用萬用表測電路中線路是否有短路現(xiàn)象，用邏輯筆測電路中電平和脈沖信號，確保無基本故障，特別注意電源短路和極性接反，同時也要檢查數(shù)據(jù)總線、地址線和控制總線是否存在短路的故障。通電檢查。通電檢查時，在電路中用模擬信號作為輸入到電路輸入端，查看電路板中各元件能否正常工作，整個系統(tǒng)的功能是否符合要求。在調(diào)試過程中先給還未上電的電路板進行檢測，用萬用表測試電路中靠的近的電路之間的電阻是否無窮大避免發(fā)生短路，元件是否有反向等，這樣對電路起到了一個保護作用，不然一開電電路中就會有元件燒壞，從而造成不必要的損害。要重點檢查擴展系統(tǒng)總線是否存在

33、相互間的短路，若是有的話需及時處理。對于樣機電源的選用應符合系統(tǒng)電壓的設置，在上電之前要先對電源進行單獨調(diào)試，確保電壓穩(wěn)定再加到系統(tǒng)各個模塊中。在沒有插入單片機的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，還特別注意單片機插座上的各點電位是否正常。6.2 軟件調(diào)試軟件編程中，首先是完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進行系統(tǒng)調(diào)試，整體上采用硬件調(diào)試的調(diào)試方法，軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構和程序設計技術有關16。本系統(tǒng)采用從分到總的模式來調(diào)試，逐個模塊調(diào)好以后，再進行系統(tǒng)程序總調(diào)試，采用實時多任務操作系統(tǒng)，首先逐個任務進行調(diào)試，每個任務中又涵蓋了許多的子程序都需檢測到，再檢測下一個任務，

34、最后結(jié)合硬件一起調(diào)試。在調(diào)試第一個任務時，同時也調(diào)試相關的子程序、中斷服務程序和操作系統(tǒng)的程序。等逐個任務調(diào)試好以后，再使各個任務同時運行，看是否存在錯誤。等各個任務都調(diào)試好后，仔細觀察系統(tǒng)能否完成設計者的初衷，當程序需要適當?shù)男薷臅r系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作。這樣才能達到軟件測試的效果，最后軟件結(jié)合硬件一起工作。7 結(jié)論本設計通過用單片機STC12C5A60S2作為控制核心，結(jié)合CC1101無線模塊進行接收和發(fā)送，實現(xiàn)了用紅外對射管計數(shù)器檢測房間內(nèi)人數(shù)，當檢測到人時系統(tǒng)會根據(jù)房間內(nèi)光的亮度來調(diào)整照明燈的強弱，根據(jù)房間內(nèi)的溫度的高低來調(diào)整風扇的大小，LCD1602能夠顯示當前房間內(nèi)的溫度和亮度變化情況，

35、同時還可以通過按鍵手動控制風扇轉(zhuǎn)速和光照強度。基本上能實現(xiàn)預設計的功能。通過對該課題的分析和研究，我對該電路有了更深刻的認知和理解，但該電路還存在一些不夠完善的地方包括監(jiān)測的家居設備量不足，控制界面還不夠完善,顯示的溫度值和風扇值精度還不夠高，顯示內(nèi)容偏少，但是基本上還是能實現(xiàn)智能功能。謝 辭經(jīng)過這段時間的不斷學習，我的畢業(yè)設計終于完成了，期間遇到了很多讓人頭疼的問題，被各種糾結(jié)的問題煩躁著，但是在這個大家庭有老師和同學們的幫助，讓我更有一種不斷堅持的學習的熱情，遇到不懂的時候他們都能積極的幫我解決。09級電子信息工程專業(yè)這個大集體是一個有著積極奮進，充分活力、友愛互助的集體。在這里，我感受到

36、了濃厚的學習氣氛，接觸到了豐富的專業(yè)知識，逐漸培養(yǎng)了學習研究能力。借此機會，我要衷心的感謝我的導師邵海龍老師對我的教誨、關心和幫助。在剛著手論文時，總是很迷茫不知從何開始下手，老師總是細心的給我分析每個模塊，每個細節(jié)的地方。老師也給我很多參考資料教我如何向他人學習怎么寫好論文，老師嚴謹?shù)膽B(tài)度，平易近人的性格給了我很深的印象。在寫論文期間邵老師給了我很明確的方向再加上老師不斷的指點使我對論文有了更進一步的研究。在研究過程中，這次的畢業(yè)設計開闊了我的視野，為以后的學習、工作打下了堅實的基礎。我要感謝我的那些同學和大學四年來所有的老師，他們幫助共同攻克難關的經(jīng)歷將成為我美好的回憶。在此向曾經(jīng)幫助過我

37、的同學表示感謝。最后，衷心的感謝電子工程系的各位老師的諄諄教導，使我順利完成學業(yè)。參 考 文 獻1 劉松,標點、英文是羅馬的，參考文獻不是兩端對齊趙忠,孫學磊.遠程家庭智能監(jiān)控系統(tǒng)設計M.北京:高等教育出版社,2009:98-106. 2 周洪,文山,張立明,盧亦焱.智能家居控制系統(tǒng)M.北京:中國電力出版社,2006:179-190.3 顧牧君.智能家居設計與施工M.上海:同濟大學出版社,2004:49.4 戴其進,余萌,李子超.一種基于P2P網(wǎng)絡的用戶可編程的家庭智能平臺D.哈爾濱工業(yè)大學大學省份,2010.5 向忠宏.2012-2020年中國智能家居市場發(fā)展趨勢及投資機會分析報告R. 廣州

38、智家科技有限公司,2012.6 吳宗育.智能家居市場分析及發(fā)展趨勢Z.大連:大連工業(yè)大學出版社.2010. 7 王曙霞.單片機實驗與實訓指導M.西安:西安電子科技大學出版社換行時要對奇,2007:109-120.8 姜連祥,江小燕. 基于光強傳感器TSL256x的感測系統(tǒng)設計M.武漢:華中科技大學出版社,2006:43-45.9 何立民.單片機應用系統(tǒng)設計M.北京:航天航空大學出版社,2001:29-40.10 劉洋洋,郭聽宇,馬強.模擬路燈控制系統(tǒng)的設計D.西安:西京學院,2012.11 許東升.光敏電阻傳感器檢測系統(tǒng)的設計D.哈爾濱:黑龍江工程學院,2012.12 易定宏.基于CC1101

39、的分布式節(jié)能測控網(wǎng)絡的設計D.西安:西安電子科技大學,2011.6.13 趙負圖.傳感器集成電路手冊M.北京:人民郵電出版社,2009:214-220.14 金發(fā)慶.傳感器技術與應用M.北京:機械工業(yè)出版社,2004:190-194.15 張鍇,王偉,許程,劉天山.基于單片機的節(jié)能照明控制系統(tǒng)設計D.石家莊:河北科技大學理學院.2011. 16 馬開見.京密引水渠數(shù)字水閘遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計D.北京:中國農(nóng)業(yè)大學,2006. 附錄A發(fā)送端程序：/*- 名稱：DS18b20 溫度檢測液晶顯示 論壇： 編寫：shifang 日期：2009.5 修改：無 內(nèi)容：-*/#include<reg52.

40、h> /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#include<stdio.h>#include "18b20.h"#include "1602.h"#include "delay.h"sfr ADC_CONTR = 0xBC; /A/D 轉(zhuǎn)換控制寄存器 ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0 0000,0000sfr ADC_RES = 0xBD; /A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果高8位 ADCV.9 ADCV.8 ADCV.7

41、ADCV.6 ADCV.5 ADCV.4 ADCV.3 ADCV.2 0000,0000sfr ADC_RESL = 0xBE; /A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果低2位sfr P1ASF = 0x9D; /P1 analog special functionsfr BRT = 0x9c;sfr AUXR = 0x8E; /Auxiliary Register T0x12 T1x12 UART_M0x6 BRTR S2SMOD BRTx12 EXTRAM S1BRS 0000,0000/-sfr AUXR1 = 0xA2; /Auxiliary Register 1 - PCA_P4 SPI_P4 S2_P4

42、 GF2 ADRJ - DPS 0000,0000sbit key1=P12;sbit key2=P13;sbit key3=P14;sbit key4=P15;/*Define ADC operation const for ADC_CONTR*/#define ADC_POWER 0x80 /ADC power control bit#define ADC_FLAG 0x10 /ADC complete flag#define ADC_START 0x08 /ADC start control bit#define ADC_SPEEDLL 0x00 /540 clocks#define A

43、DC_SPEEDL 0x20 /360 clocks#define ADC_SPEEDH 0x40 /180 clocks#define ADC_SPEEDHH 0x60 /90 clocksunsigned int ADC_result;unsigned char cmd=0,keynum=0;bit ReadTempFlag;/定義讀時間標志unsigned int get_AD_result_10F(unsigned char channel) /10位AD帶均值濾波 unsigned char AD_finished=0; /存儲 A/D 轉(zhuǎn)換標志unsigned int out=0;

44、unsigned char N=20;unsigned int sum=0;unsigned char m; ADC_RES = 0; ADC_RESL = 0;ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | channel | ADC_START; _nop_(); for(m=0;m<N;m+)/均值濾波 ADC_CONTR |= 0x08; /0000,1000 令 ADCS = 1, 啟動A/D轉(zhuǎn)換, AD_finished = 0; while (AD_finished =0 ) /等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束 AD_finished = (ADC_CONTR

45、 & 0x10); /0001,0000 測試A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束否 ADC_CONTR &= 0xE7; /1110,0111 清 ADC_FLAG 位, 關閉A/D轉(zhuǎn)換, out= ADC_RES;out=(out<<2)+(ADC_RESL&0x03);sum=sum+out; /帶均值濾波 return (sum/N); /返回 A/D 高 8 位轉(zhuǎn)換結(jié)果void Init_ADC() P1ASF = 0x03; /0000,0011, 將 P1.0 置成模擬口/ADRJ = AUXR12:/ 0: 10 位A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8 位放在ADC_RES 寄

46、存器, 低2 位放在ADC_RESL 寄存器/ 1: 10 位A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高2 位放在ADC_RES 寄存器的低2 位, 低8 位放在ADC_RESL 寄存器 AUXR1 &= 0x04; /0000,0100, 令 ADRJ=0/ AUXR1 |= 0x04; /0000,0100, 令 ADRJ=1 ADC_CONTR = ADC_SPEEDHH; _nop_(); ADC_CONTR |= 0x80; /1000,0000 打開 A/D 轉(zhuǎn)換電源 P0=0x00;void Init_Timer0(void);/定時器初始化/*- 主函數(shù)-*/void main (void

47、) int temp;float temperature;char displaytemp16;/定義顯示區(qū)域臨時存儲數(shù)組Init_ADC();LCD_Init(); /初始化液晶DelayMs(20); /延時有助于穩(wěn)定LCD_Clear(); /清屏Init_Timer0();UART_INIT();Lcd_User_Chr(); /寫入自定義字符LCD_Write_Char(13,1,0x01);/寫入溫度右上角點LCD_Write_Char(14,1,'C'); /寫入字符Cwhile (1) /主循環(huán) if(ReadTempFlag=1) TR0=0; ReadTem

48、pFlag=0; temp=ReadTemperature(); ADC_result=get_AD_result_10F(0); sprintf(displaytemp,"%4d",ADC_result); LCD_Write_String(0,0,displaytemp); temperature=(float)temp*0.0625; if(!key1) cmd=1; else if(!key2) cmd=2; else if(!key3) cmd=3; else if(!key4) cmd=4; else cmd=0;USART_TX(0xff);USART_TX(

49、ADC_result/4);USART_TX(unsigned char)temperature); USART_TX(cmd);USART_TX(0xfe); sprintf(displaytemp,"Temp % 7.3f",temperature);/打印溫度值 LCD_Write_String(0,1,displaytemp);/顯示第二行 TR0=1; 接收端程序：#include <STC12C5A.H>sbit fengshan1=P11;sbit fengshan2=P12;sbit LED1=P15;sbit LED2=P16;bit flag_tx=