毕业设计论文

兰州交通大学毕业设计（论文）智能家居控制系统设计Intelligent Home Control System Design自动化与电气工程学院电气工程及其自动化白晓敏201109238李 红2015 06 14- 5 - 摘 要本设计是基于单片机与GSM的智能家居控制系统设计。随着互联网的飞速发展，人们对生活质量以及环境的追求越来越高，为了让家庭更舒适，更方便，更安全，更符合环保，智能家居由此而生。它可以根据用户的需求，自动控制家居的运行，而且在防火、防盗、煤气报警方面有很高的安全性，及时监测家庭环境，方便用户的远程控制，提高了家庭环境的安全，优化了住户的生活质量。本设计利用GSM、STC89C51、MQ-7、DS18b20、TC35等芯片实现家居的智能化以及远程通讯。本设计主要包括：煤气报警器、自动窗帘、温度传感器、红外人体传感器、家用照明、风扇和GSM无线通信。利用单片机实现对各个模块的控制，构建智能家居模型。本设计中利用GSM远程通信技术来实现灯和风扇的控制，以及煤气报警和防盗时及时发送消息给手机。达到实时监控家庭环境的目的。自动窗帘采用两种控制，光感自动和遥控手动控制。该设计具有最新的传感器，以及先进的无线通信技术，实现了家居的智能化以及对智能家居的远程控制。关键词：智能家居；传感器；报警；无线通信AbstractThis design is based on single-chip microcomputer and GSM smart home control system design. With the rapid development of the Internet, the pursue of life quality and environment is higher and higher. in order to make home more comfortable, more convenient, more secure, more in line with environmental protection, smart home is appearing. It can control home automatically according to the needs of users. And it has a high security in the fire, theft,and gas alarm. It also can make the remote control more convenient. And it can improve the safety of family environment, optimize the quality of life of the residents.The design of the use of TC35, STC89C51, MQ-7, DS18b20, GSM and other chip to achieve home intelligent and remote communication.The design mainly includes: gas alarm, automatic curtains, temperature sensor, infrared human sensor, home lighting, fans and GSM wireless communication. The use of single-chip microcomputer to achieve the control of individual modules, building a smart home model.In this design, the GSM remote communication technology is used to realize the control of the lamp and the fan, and the gas alarm and the burglar alarm and send the message to the mobile phone in time. Achieve real-time monitoring of the purpose of the home environment. Using two kinds of automatic curtain control, automatic remote control and manual control of light. The design has the latest sensor, as well as the advanced wireless communication technology, realized the home intelligent as well as the remote control for the smart home.Key Words：Intelligent home，Sensor，Alarm，Wireless communication目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 选题背景和研究意义11.2 国内外发展现状11.3 本设计研究的主要内容22 智能家居控制系统设计42.1 系统总体设计42.2 GMS模块的接口与设计42.2.1 TC35的组成42.2.2 TC35模块通信电路42.3 煤气报警器的设计52.3.1 主控制模块52.3.2 气体检测模块62.4 单片机无线收发模块82.5 自动窗帘的设计82.5.1 系统基本功能92.5.2 系统总体结构设计93 硬件电路的设计113.1 TC35短消息模块电路设计113.1.1 TC35短消息模块接口电路113.2 煤气报警器的设计123.2.1 声光报警电路123.3 单片机无线收发模块电路设计133.4 自动窗帘设计143.4.1 液晶显示器1602接口电路143.4.2 光强检测电路设计153.4.3 电机控制电路设计154 软件部分174.1 GSM程序流程图174.2 煤气报警器及风扇流程图174.3 遥控窗帘流程图184.4 照明控制流程图194.5 温度采集及光照采集流程图19结 论21致 谢22参考文献23附录A 主程序C语言源代码24附录B 总电路图371 绪论1.1 选题背景和研究意义智能家居是继互联网之后，最有发展潜力的行业之一。智能家居的观念形成的很早，但却一直未能在家庭环境中真正实现，直到1984年美国将建筑配置信息化，才出现了首栋的“智能型建筑”。对于21世纪的人们来说，普通家居早已不能满足人们对优质生活的追求。智能家居不光是具备传统的住宿功能，并且兼备无线通信、家电智能化、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。智能家居结合了当代通讯技术、传感技术以及网络技术。它可以根据用户的需求，自动控制家居的运行，而且在防火、防盗、煤气报警方面有很高的安全性，及时监测家庭环境，方便用户的远程控制。智能家居控制系统将家庭中的智能家电、报警系统通过GSM无线通讯工具连接起来，实现了住户对家庭环境的实时监控，远程控制，优化了高品质的生活。智能家居不仅具备传统的居住功能，而且还能提供舒适便利，高效安全的高品位生活环境，优化了人们的生活质量。1.2 国内外发展现状1984年，世界上第一幢智能建筑由美国著名企业公司在美国建成的，它通过将大楼内部结构的改造，添加了计算机监控系统，随时控制电梯、照明、空调等，还增加了电话通讯等服务。从此 之后，美国、德国、新加坡、日本等国家都开始致力于智能家居的研究。2001年，新加坡也引入了这种智能化系统，构建了20个社区的约3000户家庭，此时美国安装这种智能系统的住户已经高达4万户。截止到2004年，全球统计，智能家居的建设所带来的经济效益已经超过了5000亿美元，这其中有3000亿美元的经济效益是智能电器产品带来的，其余的部分则是软件系统的开发以及售后服务等费用。如今，国外的智能家居系统技术己日益成熟，中国的智能家居也在飞速发展，随着科学技术和互联网的日益进步和发展，这些新型智能家居系统的价格也会逐渐下降。本世纪初，以美国为首的一些国家在智能家居控制系统的研究和建设方面一直遥遥领先。近几年，以美国为首的一批国外著名企业，都在重点研发智能家居。比较著名的微软公司、摩托罗拉公司、IBM公司等均以日益成稳得科技入驻家居市场。由此可见，智能家居的研究迫在眉睫。20世纪80年代后期，智能家居这一概念也进入我国，并且一部分公司也逐步尝试构建智能家居系统。根据资料可知，我国最早一批智能家居住宅建设在广州、上海、厦门等地方，并逐渐向中原地区发展1。在97香港回归之际，在建造“跨世纪住所小区智能化竞赛”的活动中，上海市的建筑被建设部列为中国“智能住宅模范工程”，揭开了全国智能小区发展的序幕,1999年，我国开始着手研究和发展智能家居产业,随着各省市智能小区的逐渐发展，表明了我国家庭智能化水平进入了一个新层次,随着信息化时代的来临，国家经贸委成立了家庭信息网络技术委员会，重点研究互联网智能家居体系的发展，为构造智能住宅打下了结实的基础1。据建设部的统计，目前为止，我国60%以上的住户拥有网络设备，大中型城市中40%的住宅正在实现智能化的过程当中，智能家居发展前景非常可观。我国的互联网发展相对缓慢，对智能家居的研究起步较晚， 没有确定的国家规范，只是对一部分智能电器的研究有所突破。目前来说，智能家庭环境的构建主要是参考国外的一些标准，通过学习他们的技术来研究以及改造出来一些自己的产品，主要有：(1)e家庭：该系统是海尔公司开发的。控制中心是用户的电脑，智能电器作为终端设备，移动电话作为远程控制。海尔公司同微软公司合作，技术上获得了微软公司的大力支持，利用微软的Windows系列技术和海尔的智能家电相结合，推出了“e家庭”这类智能产品，并研发出自己的智能家电，例如：智能电冰箱、智能洗衣机、智能微波炉等一系列智能家电。(2)e-home数字家园：是清华同方公司针对中国住户而设计的系统，它的技术规范遵循国际标准，融入了嵌入式软、硬件技术，提供网络节点及终端电器设备。它的产品设计主要是以模块功能的开发为主的，在国外成熟的技术上加以改进制作。E-home系统主要有以下三个系列：A系列：遵循EIB协议，安装于高级住宅区。B系列：遵循X-10协议，安装于于普通住宅区。易家三代：配电箱集中安装式智能家居。中国各大公司都在积极的进军智能家居市场，研发智能家电产品。例如：小米公司相继发布了智能电视、智能路由器等构建家庭智能环境的产品。各大公司都在努力研究如何构建智能家庭，以解决当前智能化产品实用性差、运行复杂及产品价格昂贵等弊端，而自主研发水平也在不断提高。1.3 本设计研究的主要内容(1)基于单片机和GSM智能家居控制系统的设计，制作智能家居实物模型；(2)利用GSM、TC35、STC89C51、MQ-7、DS18b20等芯片实现家居的智能化以及远程通讯；(3)主要模块包括：煤气报警器，自动窗帘，室内照明，智能家电，防火、防盗报警，无线遥控，以及单片机与GSM的无线通讯等。2 智能家居控制系统设计2.1 系统总体设计该设计基于单片机应用系统。进行控制系统设计最主要是要确定单片机控制系统总体方案。总体设计方案是依据被控对象的功能而确定的。设计方法大致如下：根据任务的要求，首先确定出系统由哪几个模块构成。其次是选择合适的传感器，它是实现家居智能化的重要组成部分。然后要搭建硬件电路，根据硬件电路图焊接实物；最后画出软件流程图，编写程序，将程序下载到单片机后进行调试,系统结构框图如下图2.1所示。图2.1 系统结构框图2.2 GMS模块的接口与设计2.2.1 TC35的组成TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。TC35模块主要有6个部分构成：GSM射频模块、GSM基带处理器、供电模块、闪存、天线接口、ZIF连接器，其中枢是GSM基带处理器，它的主要功能是处理GSM终端内的语音、数据信号，自身可支持FR、HR和EFR语音信道编码2。 2.2.2 TC35模块通信电路TC35模块通讯电路重要的功能是短信息收发、拨打电话以及软硬件控制等功能，其数据接口采用串行异步收发，符合ITU-T RS-232接口电路标准，工作在CMOS电平(2.65V)，可以在300bps115kbps的波特率下运行，支持的自动波特率为4.8kbps115kbps(14.4kbps和28.8kbps除外)，还支持RTS0/CTS0的硬件控制和XON/XOFF的软件控制。2.3 煤气报警器的设计2.3.1 主控制模块在本文所设计的煤气报警模块中，主要有单片机、MQ-7、蜂鸣器等器件组成。在整个系统的设计中，单片机主要用来采集MQ-7传感器发来的电平信号，已经MQ-7模块上的电压值（此电压是用来表示气体的浓度）。STC89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。STC89C51单片机可以用来下载一些嵌入式系统，因此，在控制方面使得在满足性能的情况下变得更加便宜。单片机的管脚图如图2.2所示。 P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL1GNDP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EAALEPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0XTAL2VCC图2.2 STC89C51引脚图主要性能参数：(1) 与MCS-511兼容、4K字节可编程FLASH存储器；(2) 寿命：1000写/擦循环、数据保留时间：10年2；(3) 全静态工作：0Hz-24MHz；(4) 三级程序存储器锁定、1288位内部RAM；(5) 可编程I/O口、有2个16位定时器/计数器、5个中断源；(6) 可编程串行通道；(7) 低功耗的闲置和掉电模式3。2.3.2 气体检测模块传感器，英文名称：sensor。它是一种信息检测装置，可以检测到用户所需要的信息，而且可以将检测的信息传送给电脑、用户等。目前，根据传感器所检测的种类不同，有采集气体的传感器、有采集温湿度的传感器、也有采集压力的传感器、还有采集光电信号的传感器等。虽说他们采集的种类不用，但是它们有一个共同的特性，那就是能够将采集的量（比如气体浓度、温湿度、压力等）转换为我们所能够采集的电信号，因此我们在使用它们的时候，不用去直接测量它们，而只需去测量它们所对应输出的电信号即可，就可以知道它们所对应的模拟量，传感器一般由两部分组成的，如下所示：(1) 敏感元件：能够直接采集模拟量的元件；(2) 传感元件：又叫转换器，是一种和敏感元件配合使用的元件，目的是将采集的模拟量转换为数字量输出。在本文所设计的系统中，煤气报警器采用的是气体电阻传感器，通过对气体的采集，进而转换为电阻的变化量，其结构框图如下图2.3所示。敏感元件传感元件信号调节与转换辅助电源图2.3 传感器结构框图MQ-7的气敏元件是由清洁空气中电导率较低的二氧化锡制成的。检测原理：高低温循环检测方式低温(1.5V加热)检测一氧化碳。通过合理的电路可以检测出电导率的变化，从来转化为与一氧化碳浓度相对应的输出信号。MQ-7气体传感器灵敏度高，经济实惠，而且实用性很强。特点：(1) 对一氧化碳灵敏度高、稳定性能非常优异、寿命长、输出的电信号比较大；(2) 探测范围是101000ppm。应用场合：(1) 便携式气体探测器；(2) 家庭用煤气报警器；(3) 工业一氧化碳气体报警器。主要参数如下：(1) 灵敏度：R in air/R in typical gas5；(2) 敏感体电阻：1K20K in 100ppm CO；(3) 响应时间：150s(70% Response)；(4) 恢复时间：150s(70% Response)；(5) 加热电阻：313；(6) 加热电压：5.0V0.2V/1.5V0.1V；(7) 加热功率：约350mW；(8) 测量电压：24V。MQ-7工作条件如下：(1) 环境温度：-20+55；(2) 湿度：95%Rh；(3) 环境含氧量：21%。MQ-7贮存条件：(1) 温度: -20+70；(2) 湿度:70%Rh。MQ-7传感器工作原理如下：假设传感器的阻值为，当有一氧化碳泄露时，由于会检测到一氧化碳，因此的阻值会发生变化，由于和是串联关系，所以我们可以采集两端的电压，就可以转化为一氧化碳的浓度，和之间的关系为，。MQ-7里面的传感电阻是用的二氧化锡材料制作的，因此，的工作性能非常稳定，如果工作在正常条件，使用时间能够达到5年左右。MQ-7传感器气体灵敏度的调整方式如下：由于采集的气体种类、浓度不同，因此在相同的条件下的电阻也各不相同。因此，在使用MQ-7之前，需要进行灵敏度的调整。如果我们需要精确测量时，就系要考虑温、湿度等外部环境对传感器的影响。灵敏度的调整程序如下：(1) 将MQ-7与其单片机相连接；(2) 接通电源，通电时间达到48h以上；(3) 调整滑动电阻的值，使其能够改变所对应的模拟量输出，进而改变气体报警的设定值。2.4 单片机无线收发模块在本文所设计的无线模块其工作电压为5V，其主要由两部分组成，一部分为发射模块，另一部分为接受模块。其工作原理如下，当发射模块有按键按下时，发射天线将会发出一些不同频率的无线电波，这些无线电波的传输距离大约是2050m之间，当接收模块采集到有与之相匹配的无线信号时，将会自动接收无线信号，并且对之加以解码，在接收端的输出端口还有解码芯片，它会自动的将芯片所对应的0、1电平转换为二进制代码输出，通过单片机的采集，我们可以将二进制代码进行采集出来，加以应用，当在发射端的按键不同时，接收端所接收的二进制代码将不同，我们通过对采集的二进制代码进行分析，能够判断出是哪一个按键按下。在文章所有的设计中，无线模块主要应用在灯光的控制，风扇的控制，已经窗帘的控制当中，通过按不同的按键，我们能够控制灯光的打开与熄灭，以及风扇的打开与关断，在控制窗帘的过程中，我们可以按不同的按键来控制电机的正反转，从而控制窗帘的打开与闭合。无线发射模块主要的技术指标如下：(1) 通讯方式：调幅AM；(2) 工作频率：316.8MHz；(3) 频率稳定度：75KHz；(4) 接收灵敏度： 102DBM；(5) 静态电流：5MA；(6) 工作电流：5MA；(7) 工作电压：DC 5V；(8) 输出方式：TTL电平。 2.5 自动窗帘的设计自动窗帘控制系统基于家居智能化的前提而提出的，为了给住户提供方便舒适的居住环境，通过将传感器应用于单片机中，实现窗帘的自动和手动控制。2.5.1 系统基本功能由于现代新型科技的飞速发展，人们对生活水平的追求越来越高。自动窗帘就是个很好的例子。窗帘是每家每户的生活是必须品，它的主要功能是遮蔽阳光以及保护隐私等。但传统的窗帘绝大部分是用手拉动，不仅操作繁琐，而且还可能错过最佳的光照时间。现有的窗帘基本上是利用滑轮拉环控制。对此，本控制系统的设计是根据光照的强弱以及无线遥控器实现窗帘的自动和手动控制，具体以下两种功能：(1) 手动控制：根据用户的需求通过无线遥控器进行窗帘的开关；(2) 光敏控制：通过光敏电阻采集光照AD量，在程序中设定一定的范围值，实现窗帘的自动开关。2.5.2 系统总体结构设计在本文所设计的自动窗帘中，其主要由光敏电阻，ADC0809模数转换芯片，以及单片机所组成，在整个系统的运行过程中，光强的检测可以通过光敏电阻的阻值变化而采集，当光照强度增大时，光敏电阻的阻值将会减小，因此可以通过A/D转换的值来判断光照的强度，根据获得的光照强度，可以控制电机的正转和反转，即可以控制窗帘的打开和关闭。设计电路框图如图2.4所示。STC89C51光敏传感器信号校正A/D转换显示模块步进电机图2.4 智能窗帘控制结构图3 硬件电路的设计3.1 TC35短消息模块电路设计3.1.1 TC35短消息模块接口电路31781413215510111216496MAX232STC89C51C1+RI2RI1V+C1-TO2TO1GNDC2+RO2RO1V-C2-TI2TI1VCCTC35GSM模块PRXPTXRXDTXD图3.1 短消息模块电路图TC35短消息模块是RS-232C标准接口，RS-232C标准协议的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS(recommeded standard)代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改(1969)，在这之前，有RS232B、RS232A。目前在PC机上的COM1、COM2接口就是RS-232C接口。TI公司的MAX3238芯片如图3.1供电电压为5V，符合TIA/EIA-232-F 和ITU v.28标准。其主要特点有：(1) 拥有15KV的人体静电保护功能；(2) 其输入端为5V的0、1电平输入，芯片内部含2路接收、2路发送的串行通信接口，在数据传输方面，速率可达250kbps； (3) 该芯片的最大特点是，如果串行口无数据输入，电源管理系统就可以灵活对系统进行控制，也就是当FORCEON引脚为低电平、FORCEOFF引脚为高电平时，Auto-Powerdown Plus功能就会起作用。假如在正常运行情况下，在30秒内，若此芯片在接收和发送两个引脚上都没有检测到有电平信号输入，电源模块将会自动把系统推入Powerdown模式，在这种模式下系统的耗电只需1uA。如果FORCEON和FORCEOFF引脚均为高电平，那么Auto-Powerdown Plus功能失效4。3.2 煤气报警器的设计图 3.2传感器工作原理图由于仿真软件中没有MQ-7气体传感器，所以仿真时可以考虑用2到20K的滑动变阻器代替。因为MQ-7气体传感器输出的是电阻信号，而且其阻值的范围为2-20K当没有煤气时，约为20K，传感器输出端为低电平，LED不发光。当有煤气时，约为20K，输出端为高电平，LED亮。图3.2 气体检测电路图气体检测电路的搭建按照如上3.2所示的电路图，在电路图中可以看到，该模块在输出端连接了一个LED，并且载输出端和LED之间串联了一个100K的电阻，LED的另一端接地在了三极管的控制极。当传感器检测不到气体时，此时LED两端没有电势差，LED不亮，传感器的输出端变为低电平；当传感器检测到气体时，此时LED两端没有会有电势差，传感器的输出端变为高电平，此时说明已经检测到了气体，我们可以通过单片机的I/O口来检测是否为高电平，并且也可以通过A/D转换电路来检测气体的浓度5。3.2.1 声光报警电路在本文所设计的报警电路如图3.3所示，从图中可以看到，蜂鸣器的控制中有一个三极管，由于蜂鸣器的功率比较大，只通过单片机的I/O口不能进行驱动，因此添加一个三极管来进行蜂鸣器的驱动控制，三极管的控制端加在单片机的I/O口上，当检测到有煤气泄露或者有人破窗而入时，单片机的控制端变为高电平，此时三极管导通，促使蜂鸣器的另一端和地相连，所以蜂鸣器会发出报警。 图3.3 声光报警原理图3.3 单片机无线收发模块电路设计654321781315171811141612910PT2272Receiver5V10K10K图3.4 无线收发模块电路图在本文所设计的无线收发模块中采用了PT2272解码芯片，将接收到的无线信号转换为二进制代码输出，其芯片的10-13管脚，接到单片机的P2口，通过不断的采集P2口的数据来进行相应的控制，其电路图如上图3.4所示。3.4 自动窗帘设计3.4.1 液晶显示器1602接口电路1602显示器的优点是：电压较低、功耗较小、显示信息容易和使用方便等，在单片机和数字仪表显示当中广泛使用。1602显示器按功能可分为三类：字符点阵式显示器、笔段式显示器和图形点阵式显示器。前两种可显示数字、字符等，而图形点阵式显示器还可以显示汉字和图形，本系统设计采用的就是是字符点阵式液晶显示器。用来显示温度和光敏电阻采集的AD值。LCD显示器在使用之前必须根据设计的要求进行初始化，LCD显示器初始化过程一般如下：(1) 清屏：屏幕复位，清除文字。地址计数器AC清零；(2) 功能设置：设置显示几位、几行。设置字形大小(LCD1602为57点阵)；(3) 输入设置：设定光标的移动。图3.5是LCD1602与STC89C51单片机的接口图，图中LCD1602的数据线与STC89C51的P2口和P0口相连，RS与STC89C51的P2.0相连，R/与STC89C51的P2.1相连，E端与STC89C51的P2.2相连。图3.5 LCD1602与STC89C51单片机的接口电路3.4.2 光强检测电路设计光敏电阻的工作原理是属于内光电效应。当有光射入时，光照增强，电阻减小，光照减弱，电阻增大。 当光线比较暗的时候，光敏电阻将采集到的AD值传给单片机并控制电机关闭窗帘。当光线比较亮时，单片机又控制电机打开窗帘。通过程序设定合适的传感值对光线强度分档。电路如附录B中图b光强检测电路图所示。3.4.3 电机控制电路设计在本文所设计的驱动电路如下图3.6示，在电机的控制上使用单片机的两个端口，分别是P2.3、P2.4口。当需要电机正转时，我们在程序设置中，让P2.3为高电平、P2.4位低电平时，此时L298N芯片的IN4为高、IN3为低电平，所以OUT4为高、OUT3位低电平，使得电机正转；反之，当单片机的P2.3口为低、P2.4为高时，电机反转；如果P2.3、P2.4电位相同时，OUT4和OUT3电势差相同，电机将会停转6。E2是OUT4、OUT3的使能端，高电平有效。高速转动对应的PWM信号占空比为1；次高速占空比为0.75；中速转动占空比为0.5；低速转动占空比为0.25。接单片机5V电源IN1IN2IN3IN4OUT1OUT2OUT3OUT2VSSVCCVSSVSISEN AISEN BEN AEN BGND123412L298N图3.6 直流电机驱动电路4 软件部分4.1 GSM程序流程图在此模块的设计中，利用I/O的输入和输出功能来控制液晶的显示以及灯光和风扇的打开与关闭，先要对液晶和GSM模块初始化设置，其程序流程图如下图4.1所示。开始定义端口及变量液晶、GMS模块初始化显示模块初始化P32是否为低电平有煤气泄露发送短信P33是否为低电平有人破窗拨打电话是否收到短信是否收到k1P10=0开灯是否收到k0P10=1关灯是否收到k2P12=0打开风扇是否收到k3P12=1关闭风扇NYYYYYYNNNNYN是否结束结束NYN图4.1 GSM模块程序流程4.2 煤气报警器及风扇流程图在此模块的设计中，我们主要应用了51单片机的P1口，通过不断的采集P1口的数据来进行一些列的操作，比如报警控制和风扇的控制，其流程图如下图4.2所示。图4.2 报警和风扇控制流程图4.3 遥控窗帘流程图在此模块的设计中，我们主要应用了51单片机的P2和P3口，通过不断的采集P2口的数据和P3口的数据来进行一系列的操作，比如控制步进电机的正反转，来达到打开和关闭窗帘的功能，其流程图如图4.3所示。图4.3 遥控窗帘程序流程图4.4 照明控制流程图在此模块的设计中，主要应用了51单片机的P1口和P0.0口，通过不断的采集P1口的数据和P0.0口的数据来进行一系列的操作7。作比如打开和关闭第一盏灯和第二盏灯，其流程图如图4.4 照明控制程序流程图所示。图4.4 照明控制程序流程图4.5 温度采集及光照采集流程图在温度采集模块的设计中，主要包括光敏电阻检测模块和A/D转换模块，通过不断采集模数转换芯片的值来判断光照的强度，设定对应电机转动的范围值，从而控制电机的正反转，其流程图如下图4.5所示。图4.5 温度和光照采集流程图结 论本文首先介绍了智能家居的发展现状，包括国内外的发展状况以及它的发展前景。然后依次阐述了本设计中各个模块的功能，以及硬件电路的搭建和软件程序的编写。通过学习GSM无线通讯技术，将GSM无线通讯应用于单片机中，实现了通过GSM远程控制智能家居，以及对家庭环境的检测。通过研究传感器的资料，熟悉了各个传感器的功能及其工作原理，将一氧化碳传感器、红外人体传感器等一些传感器熟练地应用于单片机中，构造了智能家居的基本框架，实现了家居的智能化。最后根据硬件电路的设计和软件编程，制作出了智能家居的简易模型。完成的主要任务如下： (1) 对GSM无线通讯模块的进行学习，将GSM无线通讯技术应用到了智能家居当中，真正实现了住户对家庭环境的远程监测和控制；(2) 认真学习了各类传感器的工作原理，制作出了煤气报警器、自动窗帘、智能防盗系统等，将家居智能化；(3) 通过学习单片机无线收发技术，实现了照明系统以及家用电器的远程遥控。需进一步研究的问题：(1) 由于GSM模块功能复杂，如何实现中文短信的发送还在研究；(2) 由于控制系统中是强弱电混合电路，运行过程中会出现电磁干扰，甚至系统死机，如何消除电磁干扰还待研究。- 15 -致 谢首先，我要真心的感谢我的导师李红老师，这篇毕业论文的顺利完成离不开李红老师的用心指导。在毕业论文的完成过程中，李红老师给了我很多的建议，不管是课题的选择、设计的过程，还是论文的写作以及修改，李老师都对我进行了详细的指导，让我对于智能家居控制系统这一课题有了更加深入的了解。李老师求真务实的态度、敢于创新的精神以及不辞辛劳的工作都对我产生了很大的影响，让我明白了很多做人的道理。她丰富的知识、开放的思想以及广阔的视野也都使我相当佩服。另外，李老师在生活中平易近人、对学生关怀备至，让人倍感亲切。在此，我要再一次感谢我的授业恩师。此外，在本文的写作过程中，我也得到了许多同学的帮助，在与他们的沟通和交流中让我受益匪浅，也得到了很大的启发，在此对他们表示衷心的感谢！最后还要感谢家人的支持和鼓励！最后，也要感谢各位老师能对我的论文进行评阅，我会认真听取你们对本文的批评指正，在以后的过程中继续改进。参考文献1 李家福,孙东升.基于GSM网络的智能监控模块设计J.国外电子元器件,2005,(12):2-10.2 王思明.单片机原理及应用系统设计M.北京:科学出版社,2012:139-151.3 何立民.单片机应用系统设计M.北京:航天航空大学出版社,2003:20-98. 4 黎连业.智能小区九大系统设计与实现M.北京:科学出版社,2003:63-88.5 程大章.住宅小区智能化系统设计与工程实施M.上海:同济大学出版社,2001:93-114.6 柯国琴.基于单片机的智能家居系统的研究J.合肥工业大学,2010,(3):2-15.7 杨亚锋.基于C8051F005的智能家居室内控制系统设计D.陕西:长安大学,2012:1-10.8 赵宝军,吴冬艳.一氧化碳报警器的研究J.中华临床与卫生,2004,(8):122-122.附录A 主程序C语言源代码#include #include #include #include #include lcd12864.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit Send_ENGLISH_key=P32; sbit Send_CALLING_key=P33; sbit Send_DS18B20_key=P34; sbit Send_SMS_PDU_key=P35; sbit 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