基于STC89C51单片机的红外遥控智能家居系统设计毕业论文.pdf

2 0 1 2 年1 2 月1 5 日 第3 5 卷第2 4 期 现代电子技术 m o d e r ne l e c t r o n i c st e c h n i q u e d e c 2 0 1 2 v 0 1 3 5n o 2 4 基于s t c 8 9 c 5 1 单片机的红外遥控智能家居系统设计 姜楠 ( 绥化学院计算机学院，黑龙江绥化1 5 2 0 0 0 ) 摘要：s t c 8 9 c 5 1 单片机的红外遥控智能家居系统是由s t c 8 9 c 5 1 单片机、继电器驱动模块、红外线接收模块、电源管 理模块等组成。在该系统中，单片机通过接收遥控器发来的指令，实现继电器开关的状态转换来控制与继电器连接的电源 插座的打开与关闭。测试结果证明，该系统能够经济、有效、方便地实现普通家庭中远距离控制家用电器电源状态的转换。 关键词：s t c 8 9 c 5 1 ；继电器驱动模块；红外信号接收模块；红外遥控智能家居系统 中圈分类号：t n 9 l l 一3 4文献标识码：a文章编号：1 0 0 4 3 7 3 x ( 2 0 1 2 ) 2 4 一0 1 6 2 一0 3 d e s i g no fs t c 8 9 c 5 1 - b a s e ds m a r th o m e s y s t e mw i t hi rr e m o t ec o n t r o lf u n c t i o n j i a n gn a n ( c o l i e g eo fc o m p u t e rs c i e n c e ，s u i h u au n i v e r s i t y ，s u i h u al5 2 0 0 0 ，c h i n a ) a b s t r a c t ：t h es t c 8 9 c 51 b a s e ds m a r th o m es y s t e mw i t hi rr e m o t ec o n t r o lf u n c t i o ni sc o m p o s e do fs t c 8 9 c 5 1m i c r o c o n t r o l j e r ，r e l a yd r i v e rm o d u j e ，i n f r a r e dr e c e i v i n gm o d u l ea n dp o w e rm a n a g e m e n tm o d u i e i nt h i ss y s t e m ，s t c 8 9 c 5lr e c e i v e sr e m o t ec o n t r o li n s t r u c t i o n ，a n de x e c u t e st h es t a t et r a n s i t i o no t h er e l a vs w i t c ht oc o n t r o lt h eo n o “m o d eo fap o w e ro u t l e tc o n n e c t e dt ot h er e l a y t h et e s tr e s u l t ss h o wt h a tt h es y s t e mc a nr e a l i z et h er e m o t ec o n t r o lf o rp o w e rs t a t ec o n v e r s i o no fo r d i n a r y h o u s e h o l da p p l i a n c ee c o n o m j c a l l y ，e f f e c t i v e l ya n dc o n v e n i e n t l y k e y w o r d s ：s t c 8 9 c 5 1m i c r o n t r o l l e r ；r e l a yd r i v e rm o d u l e ；i n f r a r e ds i g n a lr e c e i v i n gm o d u l e ；s m a r th o m es y s t e mw i t h i rr e m o t ec o n t r o lf u n c t i o n 随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用不 断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根 本上发生变革。它在工业控制、数据采集、智能仪表、机 电一体化、家用电器等领域得到广泛的应用，极大地提 高了这些领域的技术水平和自动化控制n 。随着电子 制造业的不断发展，社会对生活水平的要求越来越高， 各方面都要求简单、效率、方便。洗衣机、电灯、电磁炉 等家庭中的电器设备，缺少远距离上电与断电设备，不 能满足智能化要求。本文利用单片机的红外控制功能， 对家庭控制电路进行了重新的设计，使人们在无障碍情 况下7 8m 范围内对家庭中各种电器设备的控制，简 单、方便、实用，具有广泛的市场前景。 1 系统功能介绍 传统家用电器的开关是需要人工关闭电源或者人 工从插座上取下电源插头，本设计是采用红外遥控进行 控制，由单片机最小系统作为接收电路的主控部分，多 个继电器驱动模块作为家庭中各种电器的开关，用户可 以在家中任意地方完成对家用电器的开关状态的实现。 收稿日期：2 0 1 2 一0 8 1 1 2 系统硬件结构 整个系统主要由主控芯片s t c 8 9 c 5 1 单片机、复 位电路、时钟电路、红外接收电路、继电器驱动电路、三 端稳压电路等功能模块组成，系统框图如图1 所示。单 片机模块完成对红外脉冲的解码，由不同的编码完成继 电器控制陋“。 图l系统结构框图 2 1最小系统l s o 系统中，时钟电路、复位电路与s t c 8 9 c 5 1 单片机 组成最小系统，作为整个系统的控制中心。其中复位电 路采用按键控制，如图2 所示。 2 2三端稳压电路o 整个系统包含+ 5v 电压环境，给单片机系统、红 外接收模块、继电器驱动模块供电。稳压芯片选择 l 7 8 0 5 产生最大1a 电流用于驱动继电器，电路原理图 万方数据 第z 4 期姜檎：基于s t c 8 9 c 5 l 单片机的红外遥控智能家居系统设计 1 6 3 如图3 所示。 图2最小系统原理图 i# g n d l e d l 图3三端稳压电溽原理图 2 3 继电器驱动电路7 继电器驱动电路采用8 5 5 0p n p 型三极管与型号 h k 4 1 0 0 f d v 5 v s h 继电器连接。使用8 5 5 0 三极管 的好处是其集电极最大允许耗散功率为1w ，集电极最 大允许电流为1 5a ，三极管基极开路时，集电极一发射 级反向击穿电压为2 5 。放大倍数为6 0 3 0 0 。通过继 电器线圈参数得知，继电器工作吸合电流为4 0m a 。 三极管基极输入电流为继电器的吸合电流放大倍数= 基极电流( 4 0m a 1 0 。一o 4m a ) ，为工作稳定，实际基 极电流应为计算值的2 倍以上，如图4 所示。 n ， 图4继电器驱动电路 2 4 红外线接收电路8 红外接收电路采用i r l 3 0 8 红外接收器组建的电 路，如图5 所示。 3 软件设计 图5 红外线接收电路 主程序中完成对智能家居系统的初始化工作，使得 继电器的开关状态能够正常转换工作，在此系统中，由于 要用红外接收电路，在主程序当中，分别调用了两个个子 程序，一个外部中断用于驱动红外接收模块。由于程序 较长，所以在本设计中只给出部分的核心设计程序。 3 1 键值处理程序瞰。3 通过接收遥控器按键相应的码值实现： s w i t c h ( i r c o r d 2 ) c a s eo x d c ：k l 一! k l ；b r e a k ； c a s eo x l 8 ：k 2 一! k 2 ；b r e a k ； c a s eo x 0 8 ：k 3 一! k 3 ；b r e a k ； c a s e0 x l c ：k 4 一! k 4 ；b r e a k ； c a s eo x s a ：k 5 = ! k 5 ；b r e a k ； c a s eo x 4 2 ：k 6 = ! k 6 ；b r e a k ； c a s eo x 5 2 ：k 7 一! k 7 ；b r e a k ； c a s eo x 4 a ：k 8 = = ! k 8 ；b r e a k ； d e f u h ：i d r e a k ； 3 2红外码值处理程序0 1 处理4 位码值程序如下所示： v d l di r c o r d p r o ( v o i d ) u n s i g n e dc h a ri ，j ，k ； u n s i g n e dc h a rc o r d ，v a i u e ； k 一1 ： f o r ( i o ：i 7 ) v a i u e 一o x 8 0 ； i f ( j = 1 ： ) k 十+ ： i r c o r d i 一v a l u e ； v a l u e o ： 万方数据 1 6 4现代电子技术 2 0 1 2 年第3 5 卷 i r p r o o k 一1 ； 3 3 外部中断。服务函数9 。1 0 3 驱动红外接收电路程序如下所示： v o i de x o i s r ( v o i d ) i n t e r r u p t0 s t a t i cu n s i g n e dc h a ri ； s t a t i cb i ts t a r t f l a g ； i f ( s t a rc f i a g ) i “i r t i m e = 3 3 ) i = 0 ： i r d a t a i 一h i m e i r t i m e = o ； i + + ； i f ( i 一一3 3 ) i r o k 一1 ； i = o ： ) ) e l s e i r t i m e = o s t a r t f l a g 一1 ； 4结语 本文基于单片机控制继电器原理，利用红外遥控器 和单片机之间通信，以s t c 8 9 c 5 l 为主控芯片，8 5 5 0 三 极管为驱动元件，通过对单片机编程制作一个价格低 廉，模块化设计的红外遥控智能家居系统，证明系统能 平稳的执行任意指令，抗干扰能力强。 参考文献 1 吴国文，基于a t 8 9 c 5 l 单片机的交通灯控制系统设计与仿 真 j 现代电子技术，2 0 1 2 。3 5 ( 5 ) ：1 4 4 1 4 6 2 楼然茧，单片机课程设计指导 m 北京二北京航空航天大 学出版社，2 0 0 7 3 南建，熊鸣m c s 广5 1 单片机原理及应用实例 m 北京：清 华大学出版社，2 0 0 4 4 边春元，李文涛c 5 l 单片机典型模块设计与应用 m 北 京：机械工业出版社，2 0 0 8 5 姚有峰，赵江东，郝诗平基于单片机技术的环境状态监测 系统的设计 j 测控技术，2 0 1 2 ，3 l ( 1 ) ：1 0 5 一1 0 8 ， 6 刘长林，李永泉电路原理 m 北京：国防工业出版 社，2 0 0 9 7 冈本裕生图解继电器与可编程控制器 m ，北京：科学l 出 版社，2 0 0 7 8 王俊峰，薛鸿德现代遥控技术及应用 m 北京：人民邮电 出版社，2 0 0 5 ， 9 郭天祥5 1 单片机c 语言教程 m 北京：电子工业出版 社，2 0 1 1 1 0 王春阳单片机控制系统设计安装与调试 m 北京：中国 劳动社会保障出版社，2 0 1 0 作者简介：姜楠男，1 9 9 0 年出生，黑龙江鸡西人绥化学院计算机学院。 ， ， - - - - - - - - - - - - - p - 6 _ 6 _ 。- 6 。“- _ _ i 6 _ - - i - - - h 6 - - 6 ( 上接第1 6 1 页) 4 结语 本文阐述了智能路灯控制系统的软硬件设计方案 及其控制和调光模式，本系统基于原有的电力线网络， 通过电力载波通信，结合路由中继转发和g p r s 网络 技术，开发出一种高效、环保，绿色、节能的路灯系统。 该系统提供的自动巡检及p w m 无极调光技术大量的 节省了人力，无力，可准确定位坏掉的路灯，为维护提供 方便。今后将主要研究来人来车监控算法，根据过往的 行人和车辆来控制路灯的亮灭及亮度，进一步提升其智 能化，更好的服务社会。 参考文献 1 黎洪生，刘苏敏。胡冰，等。基于元线通信网络的智能路灯节 能系统 j 计算机工程，2 0 0 9 3 5 ( 1 4 ) ；1 9 0 一1 9 1 2 朱洪波，杨龙祥，于全物联网的技术思想与应用策略研究 j 通信学报。2 0 1 0 ，3 1 ( 1 1 ) 2 9 3 姚丹丹，王宜怀，谭碧云路灯节能控制系统设计及其软件 实现 j 计算机工程，2 0 1 2 ，3 8 ( 3 ) ；2 4 0 一2 4 2 4 胡开明，李跃忠，卢伟华智能路灯节能控制器的设计与实 现 j 现代电子技术，2 0 0 9 ，3 2 ( 9 ) ：1 4 3 1 4 5 5 曾妍，曾宝国，程远东，等基于物联网技术的校园照明无线 监控系统 j 物联网技术，2 0 l l ( 1 2 ) ：5 3 5 5 6 王殊，胡富平，屈晓旭无线传感器网络的理论及应用 m 北京：北京航空航天大学出版社，2 0 0 7 7 李强华，尚江龙，张根宝，等教学楼智能灯光控制系统设计 j 计算机测量与控制，2 0 0 7 ，1 5 ( 8 ) ：1 0 1 1 1 0 1 3 8 贺一鸣，王崇贵，刘进宇智能路灯控制系统设计与应用研 究d 现代电子技术，z o i o ，3 3 ( 1 ) ：z 。7 2 1 0 。 9 m e n d a l k am a c i e i w s nf o ri n t e l l i g e n ts t r e e tl i g h t m g s y s t e m c p r o c e e d i n g so f t h e2 0 1 02 n di n t e r n a t i o n a l c o n f e r e n c eo ni n f o r m 丑t i o n t e c h n o l o g y sl 。 ! t c 】t ， 2 0 1 0 ：9 9 1 0 0 1 0 崔逊学，赵湛，王成无线传感网络的领域应用与设计技术 m 北京：国防工业出版社，2 0 d 9 万方数据 基于stc89c51单片机的红外遥控智能家居系统设计基于stc89c51单片机的红外遥控智能家居系统设计 作者：姜楠， jiang nan 作者单位：绥化学院 计算机学院,黑龙江绥化,152000 刊名： 现代电子技术 英文刊名：modern electronics technique 年，卷(期)：2012,35(