基于STC89C51单片机的红外遥控智能家居系统设计

2012年12月15日第35卷第24期现代电子技术MODERNELECTRONICSTECHNIQUEDEC2O12VOI35NO24基于STC89C51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152000摘要STC89C51单片机的红外遥控智能家居系统是由STC89C51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STC89C51；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图分类号TN91134文献标识码A文章编号1004373X201224016203DESIGNOFSTC89C51BASEDSMARTHOMESYSTEMWITHIRREMOTECONTROLFUNCTIONJIANGNANCOLLEGEOFCOMPUTERSCIENCE，SUIHUAUNIVERSITY,SUIHUA152000CHINAABSTRACTTHESTC89C51一BASEDSMARTHOMESYSTEMWITHIRREMOTECONTROLFUNCTIONISCOMPOSEDOFSTC89C51MICROCONTROLLER，RELAYDRIVERMODULE，INFRAREDRECEIVINGMODULEANDPOWERMANAGEMENTMODULEINTHISSYSTEM，STC89C51RECEIVESREMOTECONTROLINSTRUCTION，ANDEXECUTESTHESTATETRANSITIONOFTHERELAYSWITCHTOCONTROLTHEONOFFMODEOFAPOWEROUTLETCONNECTEDTOTHERELAYTHETESTRESULTSSHOWTHATTHESYSTEMCANREALIZETHEREMOTECONTROLFORPOWERSTATECONVERSIONOFORDINARYHOUSEHOLDAPPLIANCEECONOMICALLY，EFFECTIVELYANDCONVENIENTLYKEYWORDSSTC89C51MICROCONTROUER；RELAYDRIVERMODULE；INFRAREDSIGNALRECEIVINGMODULE；SMARTHOMESYSTEMWITHIRREMOTECONTRO1FUNCTION随着微控技术的13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1。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78M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201208112系统硬件结构整个系统主要由主控芯片STC89C5I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R2。图1系统结构框图21最小系统_5系统中，时钟电路、复位电路与STC89C51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。22三端稳压电路L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L7805产生最大1A电流用于驱动继电器，电路原理图第24期姜楠基于STC89C51单片机的红外遥控智能家居系统设计163如图3所示。图2最小系统原理图图3三端稳压电源原理图23继电器驱动电路_7继电器驱动电路采用8550PNP型三极管与型号HK4100FDV5VSH继电器连接。使用8550三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15A，三极管基极开路时，集电极一发射级反向击穿电压为25。放大倍数为60300。通过继电器线圈参数得知，继电器工作吸合电流为40MA。三极管基极输入电流为继电器的吸合电流放大倍数一基极电流40MA10004MA，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。图4继电器驱动电路24红外线接收电路。红外接收电路采用IR1308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。31键值处理程序。M通过接收遥控器按键相应的码值实现SWITCHIRCORD2CASE0X0CKL一KL；BREAK；CASE0XL8K2一K2；BREAK；CASE0X08K3一K3；BREAK；CASE0XLCK4一K4；BREAK；CASE0X5AK5一K5；BREAK；CASE0X42K6一K6；BREAK；CASE0X52K7K7；BREAK；CASE0X4AK8一K8；BREAK；DEFULTBREAK；32红外码值处理程序。处理4位码值程序如下所示VOIDIRCORDPROVOIDUNSIGNEDCHARI，J，K；UNSIGNEDCHARCORD，VALUE；K一1FORI0；I7VALUEL0X80；IFJ一1；KIRCORDI一VALUE；VALUE0；164现代电子技术2012年第35卷IRPROOK1；33外部中断0服务函数。驱动红外接收电路程序如下所示VOIDEX0一ISRVOIDINTERRUPT0STATICUNSIGNEDCHARI；STATICBITSTARTFLAG；IFSTARTFLAGIFIRTIME63IRTIME一33I0。IRDATARI一IRTIMEIRTIME一0；I；IFI；33IROK1；I0ELSEIRTIME0；STARTFLAG1；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STC89C51为主控芯片，8550三极管为驱动元件，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ELI吴国文，基于AT89C51单片机的交通灯控制系统设计与仿真J现代电子技术，2012，3551441462楼然苗，单片机课程设计指导M北京北京航空航天大学出版社，20073南建，熊鸣MCS51单片机原理及应用实例M北京清华大学出版社，20044边春元，李文涛C51单片机典型模块设计与应用M北京机械工业出版社，20085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EJ测控技术，2012，3111051086刘长林，李永泉电路原理M北京国防工业出版社，200971冈本裕生图解继电器与可编程控制器M北京科学出版社，20078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，20059郭天祥51单片机C语言教程M北京电子工业出版社，20111O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，2010作者简介姜楠男，1990年出生，黑龙江鸡西人，绥化学院计算机学院。上接第161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GPRS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PWM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，等基于无线通信网络的智能路灯节能系统J计算机工程。2009，35141901912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，2010，3111293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，2012，3832402424胡开明，李跃忠，卢伟华智能路灯节能控制器的设计与实现FJ现代电子技术，2009，3291431455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IJ物联网技术，2011125355E61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，20077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，2007，158101110138贺一鸣，王崇贵，刘进宇智能路灯控制系统设计与应用研究